Инновационные технологии кровельных материалов
1. Теоретические аспекты производства и использования кровельных материалов 7
1.1. Понятие и характеристика инновационных технологий производства кровельных материалов 7
1.2. Этапы внедрения инновационных технологий в производство
1.3. Нормативно-правовые особенности в производстве кровельных материалов 30
2. Анализ инновационных технологий в отрасли производства кровельных материалов 43
2.1. Особенности внедрения инновационных технологий в производстве кровельных материалов 43
2.2 Анализ рынка инновационных кровельных материалов в России 53
2.3 Анализ существующих проблем организационно-технологической надежности кровельных систем 62
3. Внедрение инновационных технологий при производстве кровельных материалов 70
3.1. Разработка проекта инновационных технологий при производстве кровельных материалов 70
3.2. Производственный план реализации проекта 79
3.3. Финансовый план реализации проекта 84
Список использованных источников 97
В последние годы в российской экономике заметны позитивные изменения в уменьшении потребления всех разновидностей энергии, в том числе, при строительстве и эксплуатации жилого фонда и других гражданских и промышленных объектов. Одним из необходимых мероприятий в этом направлении является разработка и внедрение конкретных конструкционных, технологических и организационно-экономических решений, способствующих комплексному сокращению энергетических, трудовых и материальных ресурсов при строительстве и эксплуатации гражданских зданий и сооружений.
В результате анализа имеющихся работ, а также особенностей развития строительной отрасли в России, показана целесообразность и предпочтительные направления дальнейших научных исследований, и их внедрение в практику строительства. К одному из таких перспективных направлений отнесено развитие инновационных кровельных материалов и эффективных кровельных систем.
Проблемам исследования эффективности кровельных материалов посвящены работы отечественных и зарубежных ученых , среди которых: В.А. Бондарь, С.В. Борисов, Г.И. Горшенина, А.А. Гусаков, А.Л. Жолобов, А.М. Ливинский, Н. Мартинс, А.И. Менейлюк, Н.В. Михайлов, А.В. Радкевич, С.Д. Сокова, В.Ф. Худенко и многих других.
В данных исследованиях анализируются наиболее распространенные в настоящее время, а также перспективные конструкции кровельных покрытий. Технологии устройства покрытий зависят от вида применяемых материалов. В работе рассматриваются инновационные материалы для устройства кровельных покрытий. При выборе технологии выполнения кровельных работ необходимо учитывать, что технологические процессы должны обеспечивать заданные проектом физико-механические свойства при минимальной зависимости от погодных условий.
Сейчас строительство очень активно развивается. Об этом свидетельствует реализация необычных и сложных проектов. Вместе с ростом технологических новшеств, человечество стало уделять большое внимание окружающей среде. Вследствие чего стали появляется мусороперерабатывающие комбинаты, а при изготовлении строительных материалов стали применяться по возможности экологически чистые вещества, которые не причиняют вреда окружающей среде.
Одной из таких экологических новинок является резиновая черепица. Примерно 75% резиновой черепицы составляет резина, полученная при помощи повторной переработки старых автомобильных покрышек. До недавнего времени, эти самые покрышки являлись фактически обузой многих городов, поскольку они не только портили вид и загрязняли окружающую среду, но еще были бесполезным хламом, который складировался в специально отведенных местах. Теперь же этот самый хлам стал главной составляющей частью резиновой черепицы, в которой помимо резины с покрышек также добавляют различные добавки, улучшающие качество готовой черепицы. Такая синтетическая черепица является экологически чистой и не приносит вред окружающей среде, напротив, она позволяет ликвидировать залежи старых покрышек.
Прогресс в области строительства обусловлен постоянным поиском строительными организациями новых материалов и усовершенствованием технологий их применения. Результатом подобных изысканий стал иновационный кровельный материал - резиновая черепица. Работам по покрытию кровли уделяется очень много внимания при строительстве жилого дома. Используемый материал должен обладать высоким качеством, быть экономичным и долговечным. Резиновая черепица отвечает всем этим критериям.
Покрытие крыш резиновой черепицей становится все популярнее, и хотя материал появился на рынке недавно, он вполне успешно конкурирует с привычной черепицей, а также рулонными кровлями. Несомненным плюсом этого инновационного материала является его невысокая стоимость.
Резиновая черепица производится из вторсырья (автомобильные покрышки, резиновые изделия), но при этом, за счет переработки, является экологически чистым материалом, не вредит здоровью и не выделяет опасных веществ. После монтажа немного портит впечатление запах резины, но через несколько дней он полностью пропадает.
Свойства резиновой черепицы сопоставимы с ее деревянным аналогом: она не крошится, устойчива к излому и трещинам, не подвержена губительному воздействию ультрафиолета, не гниет, лучше поглощает шум, удерживает влагу. Преимущество перед металлической черепицей – не деформируется и не подвержена коррозии. Пожаробезопасность резиновой черепицы также является ее конкурентным преимуществом. За счет перечисленных качеств этот новый, инновационный материал может прослужить более 50 лет.
Работать с материалом очень удобно. Черепица из резины имеет малый вес, легко режется, эластична. При монтаже, плитки черепицы, оснащенные специальным фиксатором, соединяются между собой наподобие конструктора. Данную технологию по достоинству оценили мастера кровельного дела.
Стоит упомянуть, что производство резиночерепицы, способствует очищению окружающей среды и благоприятно влияет на экологию. Вы получаете качественный продукт, при этом участвуете в благородном деле улучшения качества жизни наших детей. Таким образом, резиновая черепица, за счет великолепных качеств, обходит своих конкурентов по многим показателям, а благодаря низкой цене — является лучшим кровельным материалом.
Объектом исследования является ИП Дерышева О.Г., областью деятельности которой является производство кровельных материалов и комплектующих. Предметом исследования является использование кровельных материалов.
Целью работы выступает обоснование внедрения инновационных технологий при производстве кровельных материалов в ИП Дерышева О.Г.
В соответствии с поставленной целью, основными задачами исследования явились:
- проследить эволюцию производства кровельных материалов;
- изучить российский и зарубежный опыт использования кровельных материалов ;
- исследовать проблему выбора оптимального кровельного материала в российских климатических условиях;
- провести анализ существующих проблем организационно-технологической надежности кровельных систем;
- дать общую характеристику ИП Дерышева О.Г. и провести анализ рынка кровельных материалов Республики Марий Эл;
- разработать проект внедрения на предприятии производства резиновых кровельных материалов из российского вторичного сырья - использованных автомобильных покрышек.
Методика. Данное исследование базируется на методах аналогий, научного анализа и синтеза.
Научная новизна исследования заключается в выявлении наиболее выгодного варианта устройства кровельного покрытия на плоской крыше на конкретном объекте-представителе, на основе анализа организационно-технологических расчетов и технико-экономического сравнения различных вариантов с учетом системы теплоизоляции, представленной на рынке строительных материалов России.
Практическая значимость данного исследования заключается в проведении анализа существующих подходов к проектированию, устройству, реконструкции и капитальному ремонту кровельных систем для решения проблем их организационно-технологической надежности и разработка концепции новой методики, которая будет учитывать все составляющие кровельной системы.
1. Теоретические аспекты производства и использования кровельных материалов
1.1. Понятие и характеристика инновационных технологий производства кровельных материалов
Крыша – это один из значимых элементов конструкции здания, поскольку она служит защитой сооружения от дождя, снега, солнца. Кровля – верхний элемент крыши, открытый к воздействию атмосферы. Рулонная кровля представляет собой гибкий водоизоляционный ковер, состоящий из нескольких слоев рулонного кровельного материала. Кровельные материалы рулонного типа пользуются хорошим спросом за счет простоты монтажа и разумной цены. Но в отличие от гибких кровель на основе битума, мембранная кровля в России имеет пока небольшое распространение. В европейских странах ее используют практически повсеместно, поэтому возможности ее применения со временем только возрастут [28, c.34].
Классификация кровельных материалов по физическим свойствам [8, c.45] приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Классификация кровельных материалов
Дадим характеристику современных кровельных материалов. Среди современных материалов выделяют металлические (металлочерепица, профнастил) и мягкие (еврорубероид, мембраны ПВХ, ТПО и ЭПДМ, шинглз, катепал и ондулин) [79].
Металлочерепица. Современная кровля, изготовленная их металлочерепицы, в последнее время стала очень популярной, несмотря на дороговизну установки и материала. Минусом металлочерепицы считается повышенное образование конденсата с внутренней стороны материала.
Образование влаги провоцируют даже обычные перепады температуры в ночное и дневное время суток. Поэтому необходимо дополнительно позаботится о выводе влаги наружу. Поверхность листов металлочерепицы при укладке часто портится, что в дальнейшем приводит к ржавлению поврежденных мест. Чтобы избежать этого, нужно выбирать металлочерепицу с покрытием из натурального гранулята, который, к тому же, повышает уровень защиты от шума и не пропускает тепло. Но по стоимости такой вид металлочерепицы значительно превышает обычный.
Кровля из металлочерепицы. Популярность металлочерепицы пришла за счет ее эстетической красоты. Расчеты расхода материалов стоит проводить в соответствии с площадью крыши. Место крепления обязательно размещают под гребнем на листе, это предотвратит ржавление, так как вода не будет попадать в отверстия креплений. Дополнительно их можно замазать мастикой. Во время установки ходите по металлочерепице в мягкой обуви и до конца установки не снимайте с металла защитную пленку.
Профнастил. Листы профнастила легки в монтаже, не вызывают особых сложностей. Обрешетка нужна точно такая же, к тому же не забудьте об утеплителе, паро- и гидроизоляционной пленке. Кровельные листы укладывают с краев кровли, поднимаясь вверх. Каждый последующий лист профнастила кладут внахлест на предыдущий на одну волну или на ее половину, но не менее 50 мм. Продольный нахлест должен составлять не менее 200 мм. Закрепляют листы в местах накладки с уплотнителем. В продаже имеются специальные саморезы с прессшайбами и уплотнителями для работы с профнастилом. Закрепляют саморезами листы с нижней гофры профиля [81].
Рубероид – это рулонный материал для кровли, основа которого картон с битумной пропиткой.
Долгое время рубероид в нашей стране был одним из наиболее распространенных кровельных материалов. Однако с развитием новых технологий и появлением более совершенных материалов он отходит на второй план и сейчас все чаще используется в качестве вспомогательного слоя для устройства кровли.
Еврорубероид. Современные кровли можно покрывать и мягкими кровельными материалами. Нынешние рулонные материалы представлены новым поколением битумных рубероидов. К преимуществам еврорубероида стоит отнести: его применение для покрытия крыш возможно в зонах с любым климатом, его можно укладывать в любое время года, он не боится влаги, солнца, гнили, а пластичность материала позволяет избежать трещин при установке. Еврорубероид быстро укладывается и долго служит – около 30 лет.
Битумный еврорубероид. Пластичность еврорубероида позволяет избежать трещин при установке. К недостаткам стоит отнести то, что настилается еврорубероид только при помощи газовой горелкой с большой мощностью. К тому же, нужно два вида рулонов этого материала: подстилочный и декоративный. Также, рулоны и оборудование нужно поднимать на крышу, а они, к сожалению, нелегкие.
Нужно два слоя еврорубероида: нижний без присыпки и верхний с присыпкой, которая защищает материал от воздействия солнца. Поверхность перед настилкой еврорубероида должна быть очень хорошо подготовлена: полностью выровнена и очищена от всех камней и предыдущего покрытия. Сначала настилают нижний слой, который идет без присыпки. Удерживая рулон крюком, прогревают его нижнюю сторону при помощи газовой горелки, и постепенно раскатывают его по всей крыше. После укладки нижнего слоя, точно также настилают верхний с присыпкой. Не отходите от условий монтажа, так еврорубероид прослужит свои предписанные тридцать лет [79].
Керамическую черепицу выбирают владельцы элитных коттеджей, поскольку, помимо престижности и красоты такой кровли, она обладает рекордной долговечностью [12, c.30].
Мембраны ПВХ, ТПО и ЭПДМ. Новый подход в решении кровельных проблем – мембраны. Они производятся из поливинилхлорида, поэтому и называются мембраны ПВХ. Еще более новые разновидности мембран – это мембраны ТПО и ЭПДМ. Этот материал составляет конкуренцию даже еврорубероиду. Среди главных преимуществ выделяют то, что мембраны укладываются только в один слой. Они прекрасно справляются с влагой, иногда мембраны используют даже как гидроизоляционный материал.
Их можно стелить на эксплуатируемых крышах, материал прекрасно выдерживает нагрузки. К тому же, мембраны укладывают на крышу поверх старого покрытия, только вперед выровняв его, лишь срезав все неровности. Укладку можно проводить в любое время года – материал не боится жары, морозов и перепадов температур. Настилается этот новый кровельный материал без участия открытого пламени, работы проводятся быстро и просто. Может находиться на службе 40 – 50 лет.
Мембраны ПВХ укладываются только в один слой, что дает этому материалу явное преимущество. Среди недостатков выделяют необходимость наличия специального оборудования для укладки и немаленькую стоимость самого материала. Мембраны ПВХ можно настилать тремя разными способами: балластным, механическим и при помощи клея. В первом случае материал выступает лишь гидроизоляцией, его закрепляют на крыше с наклоном не больше 10۫ и засыпают гравием. Второй вариант наиболее распространен: полотна крепят по краям крыши крепежами. Для деревянной основы применяют пластиковую втулку и саморез, для бетонной – втулку с дюбель-гвоздем. Полотна стараются укладывать внахлест на 120 мм и спаивают их при помощи потока горячего воздуха. Таким образом, образуется гомогенный слой толщиной 40 мм, который не дает влаге проникнуть внутрь. Третий вариант используют для крыш сложной формы. Края мембран проклеивают строительным клеем, он отлично держит материал, даже в местах с большим количеством ветровых дней [89].
«Одной из новинок на рынке рулонных материалов является полимерная мембрана. Она обладает наиболее высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению с устаревшими аналогами, ее свойства часто сравнивают со свойствами человеческой кожи» [85].
Шинглз и катепал. Это новые кровельные материалы, которые стали называть битумной черепицей. Шинглз – это американский материал с прямоугольной формой зубцов, готовая крыша принимает кирпичный рисунок. Катепал привозят из Финляндии, он имеет форму шестиугольника, поэтому крыша выглядит как пчелиные соты. По структуре очень напоминает еврорубероид: стеклохолст пропитывается смесью резины и битума с определенной присыпкой.
Преимущества: не горят, очень низкая теплопроводность материала, высокая шумоизоляция, не подвержены воздействию УФ-лучей и механическим повреждениям. Легко и быстро укладываются, нет отходов.
Недостатки: стоимость материала и работ, укладываются только на сплошную деревянную обрешетку, необходимы дополнительные пленки паро- и гидроизоляции и утеплитель, что значительно увеличивает траты.
Основа для укладки шинглза и катепала должна быть именно деревянной и абсолютно ровной. Отлично подойдет многослойная фанера или доска встык. Перед укладкой кровельного материала настилают утеплитель, гидроизоляционную пленку, делают слой вентиляции, а потом уже шинглз или катепал. Закрепляется каждый кусок к ендовому ковру при помощи битумного клея К-36, нанесенного на минимальную ширину в 100 мм.
Ондулин – строительный материал, использующийся в качестве кровельного покрытия. Его знают многие, даже те, кто не обладает особыми знаниями в строительной сфере. Однако большинство людей не ознакомлено со всеми тонкостями и уникальными свойствами данного материала.
Ондулин представляет собой материал, обладающий длительным сроком функционирования. Производители выдают на него гарантию, срок которой составляет 15 лет. Как показывает практика период его службы достигает до 50-60 лет. В отличие от шифера, ондулин не включает в свое строение асбест. Последний компонент способен нанести вред здоровью человека. В связи с этим материал является одним из экологически чистых среди своих аналогов.
Листы материала для крыши устойчивы к температурным перепадам и не подвергаются влиянию влаги. Также они выдерживают достаточно сильные механические нагрузки (снег), но только если при выполнении обрешетки была соблюдена правильная технология [93].
Начинают крепить листы ондулина с противоположной стороны преобладающего ветра. Прибивают материал по каждой волне с концов и по бокам с каждой стороны, а средину закрепляют через одну волну. Второй ряд лучше начать половиной листа, таким образом получится нахлест в три листа, что упростит укладку материала. Конек прибивают гвоздями с нахлестом в 125 мм по каждой волне.
Американскими и британскими экспертами был проведен эксперимент, результаты которого показали, что кровля, выполненная из подобного строительного материала, не деформируется при порывах ветра до 53м/с.
Основные достоинства инновационного материала [80]:
1. Хорошие экологические качества. Отсутствие химически вредных веществ позволяет использовать стекающую воду с ондуливанной кровли для полива растительности.
2. Повышенный уровень устойчивости к образованию бактерий биологического происхождения.
3. Химическая устойчивость. Не вступает в реакцию с химическими соединениями (кислоты, щелочи и т.д.).
4. Водоизоляция. Не позволяет проникать воде под кровельный настил.
5. Устойчивость к различным погодным условиям. Материал не теряет технических свойств при любых климатических воздействиях.
Ондулин легко поддается резке и не деформируется при установке (забивание гвоздей). Технология крепления материала схожа с технологией установки шифера. Сейчас ондулин выступает основным компонентом кровельного покрытия. Изначально он создавался в качестве ремонтного элемента, служащего для реконструкции и ремонта уже существующей кровли.
Ондулин на рынке представлен в следующих расцветках: красный; черный; коричневый; зеленый. В процессе изготовления принимают участие: битум, компоненты минерального происхождения и макулатура. Сырье, перед началом производства, отправляется на проверку с целью установки соответствий с установленными стандартами.
Первый этап производства заключается в подготовке пульпы (бумажная масса). Она служит в качестве основы. После этого, с целью формирования волнистой формы, ее отправляют на конвейер. В завершении пульпа подвергается высушиванию. Полученное полотно разрезают и наступает следующий этап производства - пропитка. Этот процесс происходит в специально подготовленном отделении. Здесь готовые формы выдерживают под высокой тепловой энергией и пропитывают их битумом.
Битум – основной компонент материала. Он обеспечивает листы защитой от выцветания и способствует сохранению первоначальной окраски.
Последним этапом производства является упаковка. Листы подготавливают к транспортировке – формируют их в штабеля и обматывают пленкой [79].
Составляющими материала являются: битум; волокна из целлюлозы; наполнитель, в состав которого входят минеральные вещества. Разрушающая нагрузка в сравнении с шифером значительно выше – 960 кгс/кв. м. Материал способен выдержать 25 природных циклов, подразумевающие процесс оттаивания и заморозки влаги.
Сферы использования кровельного материала. Ондулин используется при возведении загородных домов и коттеджей. Материал обладает небольшим весом, поэтому общая масса ондулина практически не увеличивает силовую нагрузку опорную систему крыши. Уникальность внешнего вида поверхности материала и простота в установке – основные причины высокого спроса на ондулин при перекрытии кровель объектов социальной инфраструктуры (кафе, ресторанов, точек реализации различной продукции и т.д.). Для тех, кто отдает предпочтение черепице по причине эстетичного внешнего вида и желает исключить дополнительные растраты, при помощи данного материала можно создать так называемую мягкую черепицу. Для этого потребуется провести распилку листов на полосы, длина которых составит 50 см. Затем полосы следует положить на обрешетку с шагом в 30 см.
Ондулин может выступить в качестве подложки. Подобная система получила название ондутайл. Главное ее преимущество заключается в том, что настил черепицы обретает улучшенные технические свойства и одновременно снижается риск возможных образований протечек [87].
Материал используется и в облицовки внешней поверхности вертикальных плоскостей. К примеру, он задействуется для создания конструкций в виде экрана с отличными водонепроницаемыми свойствами или ограждений. Каждый, кто уже использовал ондулин, лично убедился в качестве и уникальности материала. Эксперты в строительной сфере убеждены, что каждый опробовавший данный материал на практике останется довольным от итогового результата.
В результате рассмотрения вышеуказанных материалов составлена сводная табл. 1, в которой отражены их основные достоинства и недостатки [17, c.90].
Таблица 1 - Достоинства и недостатки кровельных материалов
№ | Материал | Достоинства | Недостатки |
1 | Рубероид | - Экономичность; - скорость монтажа; - малый вес; - бесшумность | - Недолговечность; - для монтажа требуется дополнительная техника |
2 | Полимерные мембраны | - Долговечность; - малый вес; - эстетичность; - скорость монтажа; - хорошая гидроизоляция | - Дороговизна; - для монтажа требуется дополнительная техника; - бесшумность |
3 | Мастика | - Простота и скорость монтажа; - хорошая гидроизоляция; - скорость монтажа | - Для монтажа требуется дополнительная техника; - бесшумность; - недолговечность |
4 | Шифер | - Экономичность; - простота и скорость монтажа; - хорошая звукоизоляция; - долговечность | - Большой вес; - хрупкость; - неэстетичный внешний вид; - шумность; - неэкологичность |
5 | Профнастил | - Экономичность; - малый вес; - простота и скорость монтажа; - широкая цветовая гамма; - долговечность | - Шумность; - заурядный внешний вид |
6 | Металлочерепица | - Широкая цветовая гамма; - долговечность; - малый вес; - эстетичность; - простота монтажа | - Шумность |
7 | Керамическая черепица | - Долговечность; - эстетичность; - экологичность; - широкий выбор форм и цветовой гаммы; - бесшумность | - Дороговизна; - большой вес; - хрупкость; - сложность монтажа |
8 | Гибкая черепица | - Долговечность; - малый вес; - эстетичность; - широкий выбор форм и цветовой гаммы; - бесшумность; - экологичность | - Требует усиленного основания; - дороговизна |
В настоящее время строительными компаниями предлагается три вида мембран, которые различаются между собой своим составом. ПВХ-мембраны – состоят из поливинилхлорида с большим количеством пластификаторов – чуть меньше половины состава. Пластификаторы придают материалу эластичность. В качестве армирующего слоя выступает полиэфирная сетка. Преимущества ПВХ-мембран: устойчивость к ультрафиолетовому излучению; устойчивость к возгоранию и сопротивление пламени; богатая цветовая гамма (до 9 видов цвета).
Стоимость таких мембран ниже, чем ТПО. Еще один из недостатков при механическом способе крепления мембран, то, что по такой мембране ходить нельзя. Поэтому на кровле должны быть устроены специальные мостки, чтобы можно было производить осмотр и ремонт крыши при необходимости. ЭПДМ-мембраны имеют в своей основе этиленпропилендиенмономер, или искусственный каучук. В качестве армирующего слоя выступает та же полиэфирная сетка, что и для поливинилхлоридных мембран. Это самый дешевый из существующих мембранных материалов.
Поскольку они обладают абсолютной водонепроницаемостью, их часто используют для инверсионных кровель. Технология устройства таких кровель предполагает использование поверхности крыши под спортивные площадки, авто- и вертолетные стоянки и т.д. ЭПДМ-мембраны имеют усовершенствованную разновидность, которая сопоставима с ТПО-мембранами по своим характеристикам. Это – композиционные ЭПДМ-мембраны. В их составе присутствует третий нижний слой из полимерно-битумного материала. Повышенные климатические и механические свойства таких мембран позволяют использовать их вмест о мембран ТПО, поскольку цена композиционной ЭПДМ-мембраны все-таки ниже, чем ТПО.
Для плоских инверсионных крыш технология мембранной кровли допускает балластное крепление. Это означает, что мембрана не прикрепляется, а просто засыпается щебнем, галькой или закладывается тротуарной плиткой, бетонными блоками. Другой способ крепления ЭПДМ-мембран — сварка при помощи вулканизатора. Но в основном их крепят с помощью двусторонней клейкой ленты. Такой вариант, конечно, позволяет быстро провести работы, но механическая прочность швов не слишком высока. Для композиционных ЭПДМ-мембран допустимо использование расплавленного битума. Нижний полимерно-битумный слой очень хорошо схватывается с ним и прочность такого покрытия весьма высока.
К достоинствам ЭПДМ мембран можно отнести низкую стоимость, хорошую эластичность и долговечность. К недостаткам – необходимость соединения клеем, который делает стыки «проблемными» зонами, где часто происходят протечки. Технические характеристики всех видов мембран таковы, что их можно настилать поверх старого рулонного кровельного материала, не снимая его. Поэтому их можно использовать для проведения ремонтных работ. Несмотря на трудоемкость монтажа и, соответственно, высокую цену, лучшими все же считаются ТПО-мембраны: для качественной кровли недопустимы возможные протечки ЭПДМ-мембран или выделение вредных веществ ПВХ-мембранной кровли.
Инновационная гибкая черепица из автомобильных покрышек представляет собой резиновые плитки. Ее создание довольно трудный процесс, сначала удаляется корд, затем сам протектор делится на части. Полученные куски проходят тщательную полировку, выравниваются и их покрывают древесной мукой либо шиферной пудрой. На конечном этапе производства материал проходит термическую обработку. Чтобы сымитировать фактуру черепицы, резиновые куски разогревают в специальных формах. В основном черепица из резины имитирует шифер, древесину и бетон, также в состав добавляют краску и добиваются различных цветовых гамм.
Благодаря фиксатору, расположенному на каждой плитке, черепицу легко соединять, что обеспечивает простой и быстрый монтаж кровельного материала. Рекомендуемый уклон крыши для использования этого материала - не меньше 10 градусов (при этом в заснеженных районах, чтобы не скапливалось много снега, желателен уклон от 25 градусов). Сырье, из которого производится кровельный материал, очень влияет на его характеристики. Рассмотрим преимущества у материала из автомобильных покрышек:
1. Прочность – это качество получилось само собой, ведь резина имеет способность растягиваться и сжиматься.
2. Долговечность – без потери первоначальных качеств резиновая черепица простоит 50 лет, но на самом деле эксплуатационный период намного длинней. На ней не образуются трещины, сколы, гниль. Она не подвержена коррозии.
3. Устойчивость к погодным условиям – мороз и палящее солнце не испортят кровли, выдерживает она ветер, сильные дожди и даже град. Плитки резиновой черепицы со временем не потеряют свой цвет и форму, потому что она практически не деформируются.
4. Легкость монтажа – материал небольшого веса с ним просто работать, к тому же сама кровельная конструкция не утяжеляется, не давит на стены и фундамент дома. Такая черепица способна выдерживать вес человека, что тоже упрощает монтаж.
5. Экологичность – такая черепица не выделяет опасных веществ и не вредит здоровью, единственный минус – запах резины, который несколько дней будет выветриваться.
6. Многообразие цветов и фактур. Кровельный материал продается в достаточном ассортименте, чтобы создать самую оригинальную крышу.
7. Пожаробезопасность.
8. Резиновая кровля не гремит во время грозы и града, а значит, в доме не будут нарушены тишина и покой.
9. Производство резиночерепицы способствует очищению окружающей среды и благоприятно влияет на экологию.
10. Простой ремонт – при необходимости можно заменить один элемент, не разбирая всю кровлю. Из минусов можно добавить, что под воздействием погодных условий и времени поверхность кровли может расширяться и сокращаться.
1.2. Этапы внедрения инновационных технологий в производство
С недавних пор у металлочерепицы и другого востребованного кровельного материала, профлиста, появился достойный конкурент – гибкая черепица. Это кровля нового поколения, изготавливаемая передовыми технологическими способами. Дата создания гибкой черепицы относится к середине XIX столетия, когда в США изготавливалось кровельное полотно, пропитанное продуктом, получаемым в результате переработки нефти, которое обеспечивало герметичность материала. Его формула того времени так и не установлена. Однако, хорошо известно о другом материале, с похожими характеристиками - картоне, с двух сторон обработанным пропиткой из битума.
Есть документ, свидетельствующий о патенте метода нарезки кровель рулонного вида на готовые гонты, клеящиеся на крышу по отдельности и образующие герметичное покрытие. Патент зарегистрирован в 1903 году концерном Гранд Рапидз. И сегодня, и в Америке, и в Канаде, мягкая кровля предлагается покупателям, под названием гонт. Название «гибкая черепица» материал приобрел благодаря европейцам. В настоящее время гибкая кровля пользуется большой популярностью и в Европе, и в США. У гибкой черепицы XX столетия были свои минусы:
1. Отсутствие сопротивляемости огню. Пропитанные битумом гонты были уязвимы не только перед горящими ветками, попавшими на крышу, но даже перед искрой печной трубы.
2. Короткий срок службы. Картон с битумной пропиткой является материалом ненадежным и недолговечным, требующим регулярной проверки и замены через каждые 3-5 лет службы.
3. Однообразная расцветка. Битумная черепица получалась серой, поскольку битум, будучи черного цвета, трудно поддавался окрашиванию в другой оттенок.
Гибкая черепица нового поколения лишена подобных проблем [82] (рисунок 2).
Рисунок 2 - Гибкая черепица нового поколения
Пожаробезопасность инновационной мягкой кровли обеспечивается многослойностью структуры. Состав верхнего защитного слоя включает негорючую минеральную и базальтовую крошку. Гибкая черепица нового поколения не боится огня. Материал лишь плавится, не возгораясь.
Инновационный материал рассчитан на срок службы более 30 лет. Ведь картон заменили стекловолокном, и теперь с синтетическими гонтами не возникает проблем, свойственных картону, вроде гниения и растрескивания на морозе. Гибкая кровля нового поколения выпускается в любом цвете. Верхний слой представлен окрашенной минеральной крошкой. Кровля долго не выцветает, оставаясь яркой десятилетиями. Мягкие кровельные материалы для крыши, как и твердые покрытия, призваны обеспечить надежную защиту и создать привлекательный внешний вид здания. Современный рынок предоставляет широкий выбор материалов для проведения всех видов подобных работ. Далее рассмотрим процесс эволюции мягких кровельных материалов. Мягкие кровельные материалы, наравне с твердыми, способны создать прочную и долговечную конструкцию, которая будет обеспечивать все необходимые виды защиты объекта. Большинство граждан используют при своем строительстве именно твердые покрытия. Это связано с общепринятым мнением о том, что рулонный кровельный материал менее надежен и долговечен.
Для ответа на этот вопрос необходимо окунуться в историю появления рулонных материалов для крыши и рассмотреть поэтапное эволюционирование этих изделий на нескольких примерах [92]:
1. Пергамин - первый по времени появления материал, призванный выполнить обустройство и надежную защиту крыши. Мягкая кровля, созданная из этого материала, известна каждому из нас благодаря повсеместному его использованию при создании советских «хрущевок» и «сталинок». Несмотря не то, что срок эксплуатации такого рубероида давно истек, его до сих пор можно встретить на крышах зданий. Структура этого материала достаточно проста. Он состоит из картона, пропитанного несколько раз битумом, который с помощью этой же смолы крепится к поверхности. Сама его конструкция не подразумевает долговечного использования, а гарантийный срок этого материала составляет всего 5 лет.
2. Рубемаст - более усовершенствованный потомок рубероида, хотя его структура ненамного отличается от его предшественника. Наплавляемый рубероид имеет аналогичную структуру, за одним исключением - его тыльная сторона имеет специальный слой, который при нагревании играет склеивающую роль и прикрепляет изделие к поверхности. Что не только обеспечивает надежную фиксацию материала, но и упраздняет процедуру дополнительного расхода смолы на приклеивание изделия. К тому же такая процедура монтажа обеспечивает более прочное скрепление швов и материала в целом.
3. Стеклорубероид. Следующим этапом эволюции материалов, призванных обеспечить надежную крышу, является применение в основе изделия стекловолокнистой ткани, которая пришла на смену картону. Кроме того, изменениям подверглось не только основание, но и битумная пропитка. Она тоже стала более густой и пластичной, способной выдерживать гораздо большие нагрузки на разрыв. Добиться этого эффекта позволило добавление в состав смолы определенных полимеров, которые являются связующими звеньями между частицами битума. Мягкая кровля, выполненная из этого материала, имеет достаточно большой гарантийный срок - 10-12 лет, что является существенным шагом вперед.
4. Еврорубероид - относительно новый вид материала со сроком службы около 20 лет. Увеличения долговечности удалось добиться благодаря использованию обновленной стекловолокнистой основы в совокупности с применением новых полимерно-битумных пропиток и специального слоя напыления. Все эти факторы не только обеспечивают надежную гидроизоляцию поверхности, но и играют важную роль в упрощении монтажа. Для выполнения укладки такого материала необходимо всего лишь немного разогреть нижний слой изделия, после чего приклеить его к поверхности крыши.
Рассмотрим инновационные материалы как основу долговечности крыши. Схема рулонной кровли [90] представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема рулонной кровли
Мягкая кровля не остановилась в своем развитии на указанном выше этапе. На сегодняшний день существует два достаточно инновационных материала, которые по своим характеристикам гидроизоляции и прочности являются наилучшими для кровли крыши: 1) полимерная мембрана; 2) битумная черепица. Полимерная мембрана самый новый и практичный рулонный материал на сегодняшний день. Его гарантийный срок эксплуатации составляет 25-30 лет, что превосходит все подобные аналоги. Этот материал имеет низкий вес и отличные качества гидроизоляции. Этого удалось добиться с помощью применения последних достижений в области химии, позволивших создать прочный и долговечный материал.
Его структура состоит из стекловолокна, пропитанного полимерно-битумной смесью высокой прочности. Способ укладки такого изделия достаточно прост - он способен самостоятельно приклеивается к поверхности при малейшем нагревании его нижнего слоя. К тому же этот материал имеет достаточно большую цветовую палитру, чем не может похвастаться никакой другой рулонный материал. Это позволяет не только создавать целостные и прочные конструкции, но и декорировать их с помощью цветовых решений. Битумная черепица является конкурентом рулонным материалам. Схема мембранной кровли [90] приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Схема мембранной кровли
Она состоит из отдельных, довольно небольших частей. К тому же, в отличие от любых раскатываемых изделий, битумная черепица имеет достаточно большой набор оттенков, форм и фактур. Что позволяет не только надежно перекрыть крышу, но и создать на ней великолепный декоративный рисунок. Состоит этот материал из стекловолокна, пропитанного полимерным раствором с нанесением битума и гранулированной посыпки.
Благодаря своей форме и сегментации он имеет высокую прочность на разрыв, и такие неудобства, как трещины или расслоения ему неизвестны. Достижения современной химической промышленности и новые методы производства за последнее десятилетие создали такие мягкие материалы для крыш, которые не уступают по своим характеристикам твердым аналогам. Выделим и структурируем все преимущества этих изделий [93]: надежность; прочность; долговечность; простота монтажа; невысокая цена.
Как правило, у любого материала для мягкой кровли - даже самого инновационного - цена на несколько порядков ниже, нежели у твердых изделий. Это объясняется тем, что процесс изготовления твердых материалов гораздо более сложен и затратен, что в конечном счете сказывается на итоговой стоимости. Мягкая кровля любого типа подразумевает создание плоской монолитной поверхности, на которую и будет крепиться материал. Для монтажа же твердых покрытий достаточно лишь создания каркаса. Именно это различие в большинстве случаев и влияет на выбор материалов. Потому что при невысокой стоимости мягкой кровли основание под нее потребует больших затрат.
Мягкая кровля заняла почетное место среди изделий для создания крепкой и надежной крыши. С процессом эволюции все материалы, используемые для мягкой кровли, претерпели изменения, и на сегодняшний день они не уступают по своим качествам твердым аналогам. Характеристики гидроизоляции и надежности у таких изделий находятся на довольно высоком уровне - благодаря использованию достижений современной химической индустрии.
К тому же с их помощью возможно не только создание долговечной конструкции, но и изготовление красочного и фактурного объекта, который будет радовать глаз и формой, и цветом, а также греть душу благодаря своим гидроизоляционным качествам. Сравнительные характеристики основных видов рулонных кровельных материалов [86] представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Сравнительные характеристики основных видов рулонных кровельных материалов
Ушли в небытие те времена, когда рубероид и толь были единственными рулонными материалами, которыми покрывали крыши зданий и сооружений. Картонная основа и не самый высококачественный битум не позволяли продлить срок эксплуатации таких кровель больше чем 5-7 лет. Материал быстро трескался под действием солнечных лучей и перепадов температур и крыша быстро выходила из строя.
В настоящее время инновации в обустройстве кровель развиваются по четырем основным направлениям [85]:
1. Устройство «умных» высокотехнологических кровель, которые, помимо своих основных функций, способны вырабатывать электро- и/или теплоэнергию.
2. Устройство кровель, которые нивелируют отрицательные последствия жизнедеятельности человека: от выбросов углекислого газа до образования трудноразлагаемого мусора.
3. Устройство кровель из новых материалов, сочетающих в себе лучшие качества традиционных кровель, испытанных веками, и современных инновационных материалов;
4. «Возврат к истокам»: устройство традиционных кровель, ранее широко применяемых в строительстве, на совершенно ином, современном уровне.
1. Кровли из солнечных батарей Solar Roof (США) и SolteQ (ФРГ) представляют совершенно новый вид кровли - кровли ХХI века. Данные кровли предназначены не только защищать здания от непогоды, но и вырабатывать электроэнергию. Они объединяют в себе традиционные функции кровли и функции мини солнечной электростанции. Внешне, крыши из солнечных батарей выглядят, за счет слоя с цветной пленкой или текстурой, имитирующей популярные виды кровли, как керамическая черепица итальянского стиля, сланец, текстурированная или гладкая плитка.
2. Шведская компания SolTech Energy разработала красивую стеклянную черепицу в стиле испанской терракотовой плитки для крыши домов, которая может использоваться в качестве системы обогрева. Принцип работы системы отопления дома, кровля которого сделана из данной плитки, следующий: воздух, находящийся под стеклянной черепицей, нагревается под воздействием солнечных лучей и перенаправляется в центральную систему отопления для обогрева дома. Данная разработка совместима с воздушными и водяными системами отопления.
3. Интерес представляют и прозрачные пластиковые панельные кровли с живыми фотосинтезирующими водорослями по проекту Urban Algae Canopy, который находится, в настоящее время, на стадии окончательной доработки и внедрения.), Эта кровельная система, состоящая из панелей, представляет из себя био-цифровой купол, который снижает содержание в воздухе выбросов CO2, и способен ежедневно производить десятки и сотни килограмм (в зависимости от площади поверхности) биомассы. И все это в условиях пассивной (автономно работающей) системы. В качестве «стенок» системы используется полимерный материал нового поколения - сополимер этилена и тетрафторэтилена, ETFE. Эти структурные единицы в цепи полимера, придают ему лучшие свойства [85].
4. Одной из экологических новинок последнего времени является резиновая черепица. Примерно 75% этой черепицы составляет резина, полученная при помощи повторной переработки старых автомобильных покрышек. Фактически, можно сказать, что это - черепица из автомобильных покрышек. До недавнего времени, эти самые покрышки являлись одним из факторов загрязнения окружающей среды. Компания EUROSHIELD из США реализовала технологию, при которой старые автомобильные покрышки, через процедуры удаления корда, нарезания на куски, полировку, выравнивания, покрытия древесной мукой или шиферной пудрой и, наконец, посредством термической обработки превращаются в резиновую черепицу. Резиновая черепица, в настоящее время, выпускается несколько типов, имитируя битумную черепицу, сланцевую кровлю и деревянную кровлю.
5. Компания DaVinci Roofscapes, работающая в сфере производства кровельных материалов, не так давно представила на рынке новый инновационный материал – эстетичную и эффектную черепицу DaVinci Slate, выполненную из композитного материала - искусственного сланца. Специалистам данной Компании удалось совместить два в одном – красоту натуральной черепицы и высочайшую надежность синтетических материалов, что делает черепицу из искусственного сланца высоко востребованной на строительном рынке. В настоящее время композитную (искусственную) сланцевую черепицу, по многим параметрам превосходящую свой натуральный аналог, выпускает уже несколько компаний.
6. Кровли из искусственной соломы – еще один вид современной кровли из материала, имитирующего свой натуральный аналог [85].
7. Зачастую бывает так, что новые материалы – это хорошо или не очень забытые старые. К таким кровельным материалам относится и натуральная тростниковая или камышовая солома, крыши из которых становятся все более и более популярными. Дом с такой оригинальной крышей смотрится необычно, к тому же он полностью экологичен. Многие ошибочно считают, что натуральная соломенная кровля не долговечна, в ней заводятся грызуны и она мгновенно может вспыхнуть даже от небольшой огненной искры.
При правильном монтаже этот природный материал гарантированно прослужит долго - не менее 50 лет. Скрепленные соломенные маты укладываются настолько плотно и так крепко фиксируются, что под них не способны проникнуть мыши. К тому же солома, используемая для покрытия дома, предварительно пропитывается безопасными антипиренами, что делает ее невосприимчивой к возгоранию.
8. Деревянная кровля использовалась с незапамятных времен во всех странах, где не было недостатка в деревьях, в том числе в Древней Руси, где для изготовления кровель использовался тёс (тонкие доски длиной в скат крыши) или лемех (короткие дощечки).
Кровельные покрытия из дерева, как и в старину, набираются из небольших дощечек или пластин (называемых или гонтами – от польского слова gont, или дранками, что является исконно русским их названием), изготовленных, обычно, из дуба, бука, кедра или лиственницы. Заготовки, как правило, выполняют вручную пиленым (что не совсем верно) или колотым способом.
У материалов из древесины есть два очень значительных недостатка - горючесть и подверженность биологическому поражению. Снизить вероятность этого позволяют различные пропитки: от возгорания - антипирены и импрегнанты - вещества или смеси позволяющие снизить вероятность возгорания и горения вообще; от нашествия различных насекомых, грибка и плесени - антисептики. Существуют, также, и универсальные составы, объединяющие свойства антипиренов/импрегнантов и антисептиков [85].
9. Еще один вид крыш уходит корнями в глубокую историю – это так называемые зеленые живые крыши (эко-крыши) родом из средневековой Скандинавии. В них кровельным материалом служит дерн с посаженной на него травой, а то и кустарниками и, даже, карликовыми деревьями. В отличие от соломенных крыш и крыш из гонта (дранки) живые крыши можно обустраивать на плоских поверхностях, что сразу позволяет использовать их в многоквартирных домах, административных, общественных и промышленных зданиях с плоскими крышами, что делает их наиболее перспективными из всех кровель из натуральных материалов.
Существует два вида эко-крыш - интенсивные и экстенсивные. Отличаются они тем, насколько плотные насаждения предусмотрены, а также весом и объемом грунта. В первом случае предполагается, что кровля будет весить до 700 килограмм на один квадратный метр, во втором случае – около 50-120 кг на ту же площадь.
10. В Дании некоммерческая организация Realdania Byg пытается возродить еще один вид экологических крыш – из водорослей. На острове Лесё, Дания, издавна существовало уникальное явление - дома с крышами из морских водорослей eelgrass. Водоросли eelgrass имеют длинные, ярко-зеленые, лентообразные листья шириной около сантиметра и длиной до двух метров. Жители собирали их на берегу, высушивали и скручивали в толстые веревки, которые затем использовались для формирования крыш. Некоторые из таких домов сохранились до настоящего времени и имеют крыши, которым более 150 лет.
11. В странах с жарким климатом все чаще и чаще используют в современных зданиях традиционные для этих мест кровельные материалы такие как бамбук и пальмовые листья. Конечно, с необходимой в таких случаях обработкой их антипиренами/импрегнантами и антисептиками [85].
1.3. Нормативно-правовые особенности в производстве кровельных материалов
На сегодняшний день разнообразие кровель поражает, для домостроения доступны сотни видов покрытий. Какие-то из них монтируются довольно просто, а какие-то требуют специальных знаний и методов укладки с учётом требований по обустройству основных узлов крыши, расположению изоляционных слоёв, созданию вентиляционных каналов и т. д.
Основным документом, в котором прописаны эти правила, нормы и требования, является СНиП II-26–76 «Кровли» [3], отредактированный в 2010 году и содержащий методики монтажа практически всех известных нынче кровельных настилов.
Основные положения СНиП II-26–76 разработаны на базе множества отечественных и зарубежных нормативных стандартов: EN 13859–1:2005 (Е), в которых определены характеристики гидрозащиты; EN 1304:2005, касающихся глиняной черепицы; EN 502:1999 для листовых металлических настилов; прочих регламентов.
В целях соблюдения законов РФ о безопасности гидротехнических сооружений и зданий №384-ФЗ от 30.12.2009 [1] и №123-ФЗ от 22.07.2008 [2] требования этого документа следует выполнять в полном объёме при планировании и обустройстве кровель из:
- рулонных полимеров с высокой степенью вязкости, эластичности, способных размягчаться при нагревании и быстро восстанавливаться при охлаждении;
- битумных и полимерно-битумных покрытий;
- мастик с упрочнёнными прослойками из стеклохолста или стеклосетки;
- титан-цинка, листовой стали и меди;
- асбестоцементных волокнистых листов (шифера);
- всевозможных видов черепицы;
- сланцевых плоских плит;
- металлочерепицы;
- металлического профнастила;
- лотковых железобетонных панелей.
Первое, на что нужно обратить внимание, - рекомендуемый угол наклона кровли в соответствии с укрывным материалом, а также температурными, механическими, щелочными и кислотными воздействиями (Приложение 1). Помимо рекомендуемого уклона, предусмотренного таблицей, в СНиП «Кровля» оговаривается ещё несколько требований.
1. Обязательное формирование ограждений при покатости кровли:
- до 12° включительно - при высоте строения до парапета или карниза больше 10 м;
- свыше 12° - при высоте от 7 м;
- на эксплуатируемых плоских крышах - в любом случае.
2. Устройство снегозадержателей, прикреплённых к несущей конструкции, прогонам или обрешётке при стихийном водостоке, расположенном в месте запрета сброса снега с крыши.
Рассмотрим условия СНиП II-26–76 «Кровли» применительно к самым востребованным кровельным покрытиям.
Рулонные кровли бывают неэксплуатируемыми и эксплуатируемыми с классическим или инверсионным размещением гидроизозащитного ковра. Разница заключается в том, что при обустройстве инверсионной конструкции водоизоляционные материалы прокладывают ниже утепляющего слоя (Приложение 2). Для рулонных кровель свод правил рекомендует в качестве основания использовать железобетонные изделия или профнастил, а также делать разуклонку из цемента, керамзита или лёгкого бетона. Не менее важно применять водоизоляционные материалы на асептической основе, к примеру, пенополистирол с минимальной степенью водопоглощения, что исключает размораживание при эксплуатации.
Кровельный пирог традиционных рулонных кровель согласно СНиП имеет следующую структуру:
1. Основание - плиты ж/б с обязательным заполнением швов между ними бетоном марки не ниже В7,5 или раствором М100, цельный железобетон или профнастил.
2. Пароизоляционный слой.
3. Теплоизолятор - чаще всего минераловатные плиты, устойчивые к органическим экстрагентам.
4. Уклонообразующий слой.
5. Стяжка цементно-песчаная армированная.
6. Праймер битумный.
7. Битумное полимерное покрытие.
Основанием под рулонную кровлю могут служить железобетонные плиты, монолитный железобетон или профнастил с трапециевидным профилем (Приложение 3).
Нужно отметить, что разуклонка, стяжка и праймер необходимы при укладке кровельного пирога на основу из монолитного железобетона или ж/б плит. Если же основанием служат листы профнастила, то укладывают два слоя - основной и дополнительный - минераловатного утеплителя с телескопическим крепежом к основе.
При формировании выравнивающей стяжки СНиП рекомендует делать температурно-усадочные швы шириной до 10 мм, что позволит избежать разрушения кровельного материала из-за перепадов температур.
Шифер - это материал, получающийся в результате раскола глинистых сланцев. Он соответствует ГОСТ 30340 и отличается огнеупорностью, общедоступностью, а также долговечностью, отчего широко распространён в сфере частного строительства. При укладке современного цветного шифера крыши домов выглядят не хуже, чем при настиле дорогих кровельных материалов. Чтобы сделать эксплуатацию шиферной кровли максимально безопасной, кровельный шифер окрашивают, придавая покрытию привлекательный внешний вид, предотвращая высвобождение асбеста и защищая крышу от нарастания мха.
Нормативами и правилами рекомендуется укладывать шиферные листы на одно- или двускатные конструкции по возможности незатейливой формы - без ендов и рёбер. Оптимальная покатость кровли - от 20%. При меньших наклонах скатов будет нужна дополнительная герметизация долевых и поперечных стыков битумно-волокнистых или асбестоцементных изделий. Монтируются шиферные листы с нахлёстами, размер которых указан в инструкции к конкретному материалу, но не менее 150 мм.
В нормативных документах рекомендуется использовать шифер для покрытия простых по форме скатных кровельных конструкций с углом наклона от 20%. Кровельный пирог под шиферную кровлю состоит из следующих слоёв.
1. Внутренняя отделка.
2. Пароизоляция.
3. Утеплитель, проложенный между стропилами.
4. Обрешётка из пиломатериалов хвойных пород (свод нормативов под номером II-25–80) сечением 60х60 мм. Для обеспечения непроницаемого долевого нахлёста высота нечётных брусьев должна быть 60 мм, чётных - 63 мм, а шаг рядовой обрешётки - не более 750 мм. Если на крыше есть ендовы, обрешётка под них набивается в виде дощатого сплошного настила. К тому же для формирования карнизных свесов необходимы деревянные бруски высотой 65 мм, а при устройстве конькового узла потребуется два вида обрезного пиломатериала - 60х100 и 70х90 мм.
5. Для обрешётки под шиферное покрытие согласно СНиП II-25–80 необходимо использовать пиломатериалы из хвойных пород древесины с чередованием высоты деревянных брусков чётных и нечётных рядов, чтобы получить водонепроницаемые продольные нахлёсты
6. Гидроизоляционная прослойка.
7. Шифер.
8. Кровельный пирог под шиферное покрытие.
Шиферное покрытие остаётся самым дешёвым вариантом обустройства кровельной системы, по техническим параметрам и эстетическим свойствам оно не уступает более дорогим аналогам, а также легко монтируется и служит десятки лет
В СНиП II-26–76 рассмотрены особенности монтажа шиферной кровли, дано подробное описание устройства всех узлов [3].
Обустройство примыканий, ендов, коньков и карнизов на шиферной кровле делают с помощью дополнительных деталей - коньковых элементов (КПО-1 и 2) для покрытия верхней части крыши, лотков для отделки ендов и уголков (У-90 и 120) для формирования примыканий.
Контролирующие органы по архитектуре и строительству внимательно следят за исполнением существующих нормативов, особенно при возведении жилых домов. Не является исключением и обустройство кровель из металлического профлиста, укладке которого в рассматриваемых нормативах посвящён шестой раздел. Поэтому перед монтажом кровли из профнастила необходимо ознакомиться с инструкцией поставщика и требованиями, утверждёнными в своде правил.
Кровля из профлиста имеет гарантию 30 лет, а если профиль защищён цветным полимерным покрытием, то она продлевается до 45 лет. Гофрированные металлические листы - холоднокатаный стальной материал повышенной жёсткости с верхним лакокрасочным покрытием и внутренним цинковым слоем, используемый для облицовки фасадов, постройки ограждений, павильонов или ангаров, возведения монолитных перекрытий по профнастилу и покрытия кровель.
Сфера применения профилированных листов разнообразна, но для покрытия кровель сводом правил рекомендуется использовать универсальный или стеновой профиль с максимальной высотой волны
По предназначению профилированные металлические материалы подразделяются на три категории.
1. Стеновые профлисты с высотой гофры 8–35 мм, нашедшие применение при облицовке фасадов и сооружении малых архитектурных конструкций.
2. Несущие изделия с высотой волны от 57 до 1144 мм. Это самый прочный профилированный металл, который используется при создании несущих конструкций строящихся объектов.
3. Универсальные гофролисты, составляющие золотую середину между первыми двумя марками, с высотой волны 35–37 мм.
Для кровельных работ согласно СНиП рекомендуется использовать универсальные или стеновые металлические профлисты с толщиной основы 0,5–0,7 мм и высотой волны по ГОСТ 24045 не менее 44 мм.
Согласно нормативным актам профнастил можно укладывать на кровлях любой конструкции с углом покатости от 20%. Вместе с тем строительные правила допускают использования профилированных металлических листов на крышах с меньшим уклоном, но с обязательной заделкой соединений между листами всепогодным герметиком. Ширина долевых нахлёстов по СНиП должна быть не менее 250 мм, а поперечных - размером в одну волну.
Кровельный пирог под металлические профлисты имеет стандартную структуру и состоит из: внутренней отделки чердачного помещения; пароизоляционного слоя; утеплителя, проложенного между стропилами, чаще всего минераловатного, он хорошо заглушает звуки, поэтому одновременно может выполнять и функции шумозащиты; контробрешётки и обрешётки; гидробарьера; укрывного материала и доборных элементов.
В конструкции холодной кровли с покрытием из профнастила утеплитель и пароизоляция прокладываются по чердачному перекрытию, а в мансардной кровле - традиционно по всей длине скатов или вертикальных стоек. При обустройстве тёплых кровель профнастил укладывают на деревянную обрешётку, при монтаже холодных - на металлические прогоны, а плоские кровли покрывают листами с высотой волны 21 см по сплошному настилу. Но в любом случае несущая способность основы под профилированный металл рассчитывается с учётом уклона кровли и всех предполагаемых нагрузок согласно своду правил 2.01.07.
Все ключевые узлы кровли из профилированных листов монтируются с использованием доборных элементов, следуя правилам их установки, изложенным в Приложении 13 СНиП II-26–76. Рекомендуемый шаг для обрешётки производители металлических профилированных изделий обычно указывают в инструкциях по монтажу. Чтобы избежать образования мостиков холода при укладке покрытия, в качестве дистанционного Z-прогона, монтируемого по нижнему листу и создающего эффект целостности покрытия, используют набивку из бакелизированной фанеры или термопрофили.
Для крепления профлистов применяют саморезы с уплотнителями из неопреновой резины, расход которых согласно нормам составляет 7–9 штук на квадратный метр. Предписания по устройству кровли из мягкой черепицы содержатся в СНиП «Кровля» в пункте 2 раздела 5 [3]:
1. Основой под битумную черепицу должен служить плотный настил из досок, соответствующих Госстандарту 8486–86*Е, водонепроницаемой фанеры с влажностью, не превышающей 12% (ГОСТ 8673), или стружечных плит, влажность которых тоже не должна быть выше 12%.
2. Толщину цельного настила следует выбирать исходя из шага стропил с учётом всех действующих на кровлю нагрузок.
Толщина сплошного настила в зависимости от шага стропил представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Толщина сплошного настила в зависимости от шага стропил
Шаг стропил, мм | Толщина настила, мм | ||
из досок | из фанеры | из ОСП-3 | |
600 | 20 | 12 | 12 |
900 | 23 | 18 | 18 |
1200 | 30 | 21 | 21 |
1500 | 37 | 27 | 27 |
Кровельный пирог под мягкую черепицу выглядит следующим образом: внутренняя отделка подкровельного помещения; вентиляционные рейки; пароизоляция; дополнительная обрешётка под утеплитель; теплоизоляция, уложенная в ячейках; контрейки и обрешётка; гидрозащитный материал, проложенный по стропилам; сплошной настил; подкладочный ковёр в качестве дополнительной гидроизоляции; битумная черепица и формирующие детали.
Особенностью устройства кровли из мягкой черепицы является наличие подкладочного ковра, который в зависимости от покатости конструкции прокладывается по всей поверхности или только в самых ответственных местах.
При уклоне крыши в 12–18° подкладку из битумного рулонного материала согласно нормативам следует располагать по всей кровле. При большей покатости крыши её можно использовать только в проблемных местах - ендовах, примыканиях, свесах, проходках.
Величина карнизного вентзазора для притока воздуха должна быть одинаковой по всей длине ската и равной 0,2% от его площади, но не менее 200 см²/пог. м. Сечение притяжного канала вычисляется по формуле: fкар = l ∙ (100 - 0,2) / 100, где l - длина ската в сантиметрах, l ∙ 100 - площадь ската (см²) при ширине 1 м от карниза. Аналогично рассчитывается и сечение вытяжного продуха в коньке: fкон = 2 ∙ l ∙ (100 - 0,05) / 100.
В седьмом разделе основного нормативного документа по кровлям изложены требования к монтажу покрытий из листового металла, куда также относится фальцевая кровля. Основанием под фальцевую кровлю согласно СНиП «Кровля» служит разреженная обрешётка с переходом в сплошой настил на основных кровельных узлах. Основной упор в своде правил делается на следующие особенности монтажа [3].
1. Качество листового металла: кровельная оцинковка должна соответствовать Госстандарту 14918, а медные холоднокатаные ленты - ГОСТ 1173.
2. Крепёжные элементы и прочность их установки - рекомендовано использовать оцинкованные или медные кляммеры и прочие фиксаторы соответственно виду укрывного металла, хотя допустимо применять шурупы из нержавеющей стали для медного покрытия.
3. Набивку основания под укладку листового металлического покрытия - кровельных стальных картин - следует монтировать по разреженной обрешётке из пиломатериалов хвойных пород в соответствии с ГОСТ 24454. При этом необходимо предусмотреть сборку сплошного настила у карнизного свеса на ширину 700 мм и в районе ендов на 800 мм в сторону каждого ската. К тому же рейки обрешётки из брусков необходимо чередовать с досками большего сечения в местах расположения лежачих фальцев. Медные и титан-цинковые панели укладывают на сплошную основу из бакелизированной ФБС толщиной 22–24 мм (стандарт 10632) или древесно-стружечных плит, соответствующих ГОСТ 10632. Несущую мощность любого основания под металлические панели рассчитывают по СНиП 2.01.07 с учётом реальных нагрузок.
При создании фальцевой кровли нужно обращать внимание на качество листового металла, прочность крепежа, правильный расчёт несущей способности основания и устройство кровельных узлов согласно приложению 14 к основному своду правил
Высоту подъёма кровли в местах примыканий к вертикальным конструкциям, которая должна составлять не более 300 мм, и коэффициент теплового расширения укрывного материала. Для крепления медных и титан-цинковых настилов с большим коэффициентом линейного расширения нужно использовать подвижный кляммер, предусмотренный в стоячих фальцах. Такая кровля не должна быть длиннее 10 м, иначе придётся обустраивать компенсационные швы в местах возможной деформации полотен из-за различных климатических воздействий - сейсмических, температурных, осадочных.
При монтаже фальцевой кровли количество крепежей (кляммеров) определяется с учётом ветровой нагрузки. В карнизном и коньковом узле их число удваивается. Конструкция кровельного пирога под фальцевую кровлю имеет типовую структуру: пароизоляция; утеплитель; гидроизоляционная прослойка; контробрешётка и обрешётка; сплошной настил; подложка; фальцевые картины, доборные и фасонные элементы.
Кровельный пирог фальцевой кровли обладает неоспоримыми преимуществами, главное из которых - создание абсолютно водонепроницаемого покрытия, особенно при соединении картин двойным фальцем. Устройство всех важнейших узлов фальцевой кровли подробно изложено в Приложении 15 СНиП «Кровля» [3].
Качество крыши определяется не только её надёжностью и прочностью, но также комфортом проживания в доме. Тепловая защита при обустройстве кровли играет первостепенную роль в домах круглогодичного проживания и регламентируется СНиП «Тепловая защита зданий» под номером 23–02–2003. Правила, изложенные в этом документе, не касаются: парников и теплиц; культовых и временных построек; котельных, подстанций и других подобных инженерных сооружений; зданий сезонного проживания, отапливаемых менее трёх месяцев в году; объектов, находящихся на реставрации.
Нужно отметить, что свод правил по теплозащите не только оговаривает нормативные данные по устройству теплоизоляции, но и рассматривает методы по увеличению срока службы и эффективности утепляющего материала в составе кровельного пирога любого покрытия. Эти рекомендации очень важны при возведении кровель. Если их не учитывать, то насыщенный водяными парами воздух со временем приведёт утеплитель в негодность со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.
Согласно ГОСТ и СНиП утепляющие кровельные материалы должны быть уложены между стропилами слоем достаточной толщины в соответствии с климатическими условиями конкретного региона. Оптимальной защитой утеплителя является прокладка пароизолятора, нормативный акт 23–02–2003 приводит пример расчёта коэффициента сопротивления проникновению пара и таблицы для проведения этих расчётов с указанием предельных приростов влажности того или иного парозащитного материала.
Устройство пароизоляционного слоя является обязательным при использовании утепляющего материала в подкровельном пространстве, потому что он оберегает утеплитель от конденсата. Сориентироваться в мире изоляционных материалов и правильно проложить изоляционные слои помогут и другие нормативные документы - СО 002–02495342–2005 «Кровли зданий и сооружений, проектирование и строительство», СНиП ll-3–79–2005 по строительной теплотехнике, ГОСТ Р 52953–2008 «Материалы и изделия теплоизоляционные» и т. д.
В результате выпадения атмосферных осадков на крыше дома скапливается большое количество воды, несвоевременное удаление которой негативно сказывается на долговечности всего здания. Система водоотведения как раз и призвана удалять лишнюю влагу с кровли и защищать строение от чрезмерного увлажнения.
Главное предназначение водосточной кровельной системы состоит в отводе излишней воды с кровли и сохранении в сухости всех конструктивных элементов дома. В своде правил по кровлям организации водоотведения посвящён целый раздел, с которым нужно ознакомиться перед планированием и строительством жилого дома. Основные его положения заключаются в следующем.
Водоотводы бывают внутренние и внешние. Внутренние водоотводные системы предусматриваются по большей части в отапливаемых зданиях с мастичным и рулонным покрытием. При других видах кровли нужно организовывать наружный водоотвод, хотя при необходимости из-за особой конструкции крыши можно монтировать и внутренний сток через установленные в ендовах воронки.
В некоторых случаях согласно СНиП 31–06–2009 [7] разрешено обустраивать неорганизованный водосток на малоэтажных зданиях при наличии навеса или козырька над входом и выноса карниза за пределы стен не менее, чем на 600 мм. По возможности необходимо использовать системы антиобледенения кровель или производить уборку снега вручную по мере его скопления. Площадь кровли, приходящаяся на одну воронку, устанавливается расчётным путём по СНиП 2.04.01 и 2.04.03.
В кровлях с несущей основой из профлиста следует предусмотреть оцинкованные стальные поддоны для установки водосливных воронок.
На скатных крышах при наружном водоотводе расстояние между водосточными трубами не должно быть больше 24 м. Рекомендуется использовать трубы с площадью поперечного сечения из расчёта 1,5 см² трубы на 1 м² площади кровли.
Ознакомиться с требованиями к пароизоляции можно в основных правилах по кровле в разрезе формирования кровельного пирога для каждого вида укрывного настила, а также в СНиП III-В.12–69, который касается гидроизоляции и пароизоляции кровель (раздел 15 - пароизоляционные покрытия), где устанавливаются принципы устройства этих слоёв кровельного пирога. Предохраняющие от водяных паров изоляторы надо прокладывать, следуя правилам по гидрозащите кровель. При создании паробарьера допускается использование менее влагостойких материалов по сравнению с гидроизоляционными изделиями [5].
Слой пароизоляции должен быть цельным, без каких-либо разрывов. Парозащитные рулонные материалы прокладывают с нахлёстами, размер которых оговорён в инструкции от производителя. К тому же в местах примыкания кровли к вертикальным конструкциям или стенам пароизоляционный материал нужно завести на 100–150 мм на вертикальную поверхность для соединения горизонтального слоя пароизоляции с вертикально расположенным гидроизоляционным материалом. Это предотвратит намокание утеплителя. Прокладка пароизоляционного слоя регламентируется сводом правил по гидрозащите кровель, в которых допускается использование пароизоляционных материалов с меньшей влагостойкостью, чем у гидроизоляционных плёнок.
Защитный барьер пароизоляционного слоя должен прилегать к нему как можно плотнее. Все пустоты нужно заделать, а в самых низких точках изолируемой площади следует устроить дренирование для вывода конденсата. Помимо ГОСТов и СНиПов при монтаже кровли нужно руководствоваться и другими директивами.
В частности, СП по проектированию и строительству кровель под номером 31–101–97, содержащим разъяснения по конструктивным решениям разных типов конструкций и способы практической реализации нормативов, отражённых в ТСН «Кровли» и обязательных для исполнения, а также СП 31–116–2006 по устройству медных кровель и новой версией СНиП II-26–76 - СП 17.13330.2017 «Кровли».
Таким образом, в данном параграфе исследования были рассмотрены основополагающие документы, имеющие большое значение при возведении кровли. Опираясь на нормативные показатели в регламентирующих актах, можно обустроить добротную красивую крышу самостоятельно. Но следует иметь в виду, что сборники правил, инструкции по монтажу и советы экспертов содержат теоретические знания, которые, естественно, не заменят практического опыта. Поэтому окончательное решение о том, как строить крышу в каждом конкретном случае, должен принять застройщик или проектировщик.
2. Анализ инновационных технологий в отрасли производства кровельных материалов
2.1. Особенности внедрения инновационных технологий в производстве кровельных материалов
Благодаря стремительному развитию строительного рынка и внедрению инновационных технологий в сфере производства строительных материалов, мембранная кровля, будучи еще в конце прошлого столетия для широкого потребителя неизведанным новшеством, в настоящее время отвоевала первенство у привычных материалов для кровли и заняла прочную нишу в своей сфере.
По мнению специалистов, популярности кровельной мембраны ПВХ обусловлена особенностями рецептуры мембраны гидроизоляционной кровельной. Она подразумевает включение в состав материала пластификаторов последнего поколения и специализированных добавок, благодаря уникальным характеристикам которых кровельная мембрана ПВХ приобретает свойства пластичного кровельного материала, устойчивого к губительному действию ультрафиолета и низких температур, а также сохраняющего свои характеристики на протяжении всего эксплуатационного срока.
В связи с тем, что эксплуатация открытых кровель коммерческих и жилых зданий сопряжена с непрерывным воздействием на них губительных факторов внешней среды, таких как ветровая и снеговая нагрузки, разрушительное действие ультрафиолетового излучения и частые перепады температурных режимов, возникает необходимость поиска новых способов защиты столь уязвимой кровли.
Еще более губительным становится воздействие антропогенных факторов, связанное, в первую очередь, с нарушением правил монтажа и последующей эксплуатации кровли. Зачастую наиболее губительным оказывается падение на крышу тяжелых предметов, очистка снега и льда с использованием острых инструментов или передвижение по кровле при достижении отрицательных температур воздуха без ее дополнительной защиты.
Учитывая специфические особенности полимерной мембраны, устройство кровли с ее использованием актуально на зданиях, для которых свойственна плоская кровля с большой площадью, наиболее характерная для торговых центров, транспортных и производственных предприятий, а также других сооружений, к эксплуатационным характеристикам кровли которых предъявляются повышенные требования.
Несмотря на то, что поливинилхлоридные мембраны, в структуру которых входит пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ), стали применяться для гидроизоляции кровли еще во второй половине прошлого столетия, широкую известность они приобрели в последние несколько лет. Даже с учетом этого, абсолютное число кровель из ПВХ мембран в Европе составляет более 25% и неуклонно растет с каждым последующим годом. Вобрав в себя последние инновационные технологии в области химии, кровельная ПВХ мембрана признана наиболее выгодным кровельным покрытием, доказавшим на практике многолетнего опыта эксплуатации свою надежность и неоспоримые преимущества, которые заключаются в следующем:
1. Технологичность, обусловленная тем, что соединение рулонов осуществляется с использованием воздуха, нагретого до высоких температур, исключив при этом открытый огонь, что позволяет произвести сплавление верхнего и нижнего слоев на молекулярном уровне. Это обуславливает абсолютную водонепроницаемость материала, а также надежность сварных швов.
2. Упругость, обеспечивающая устойчивость кровли ПВХ к разрывам и механическим повреждениям, достигается за счет вхождения в состав материала определенной доли эластообразующих веществ.
3. Химическая устойчивость, ставшая достоинством материала благодаря особому химическому составу. Именно благодаря данному качеству кровельная мембрана ПВХ устойчива не только к ультрафиолетовому излучению, но агрессивному воздействию практически всех кислот, щелочей и солей.
4. Высокий уровень герметичности, обеспечивающийся за счет особой структуры полимерных материалов. Именно благодаря однородности полимерных материалов, из которых изготовлена кровельная мембрана ПВХ, она представляет собой гибкий и монолитный материал с абсолютной водонепроницаемостью.
5. Пожаробезопасность означает, что полимерная кровля хоть и возгорается, но при этом не выделяет вредных веществ, что является преимуществом далеко не каждого материала.
6. Сохранение первоначальных эксплуатационных характеристик в широком диапазоне температурных режимов.
7. Паропроницаемость, способствующая испарению в теплое время года конденсата, который скопился в течение холодов. Указанное достоинство позволяет предотвратить вздутие кровли и последующие ухудшение эксплуатационных характеристик.
8. Простота монтажных мероприятий, о которой можно говорить благодаря легкости материала, облегчающей не только процесс его транспортировки, но и укладки, а также других необходимых манипуляций (вес мембраны кровельной, а точнее одного квадратного метра материала не превышает 1,3 кг). Кроме того, монтаж мембранной поливинилхлоридной кровли может осуществляться независимо от материала, из которого изготовлено основание, будь то дерево, бетон или профилированный лист. Единственное, на что необходимо сделать в процессе ее монтажа – расстелить стеклотканевый или геотекстильный материал в случае старого битумного основания. Он будет выполнять роль разделительной перегородки и тем самым повышать эксплуатационные характеристики кровли.
9. Архитектурная выразительность, обусловленная отсутствием цветового ограничения материала.
Широкое использование кровельной ПВХ мембраны в процессе монтажных мероприятий свидетельствует о существенном повышении культуры проектирования и последующего строительства зданий и сооружений, а также о переходе на новый уровень надежности и безопасности построек. В России переход на новую ступень развития строительства, связанный с использованием полимерной кровельной мембраны был предопределен вышеперечисленными ее достоинствами, которые не могут быть не замечены как новичками, так и профессионалами своего дела.
Основные технические характеристики представлены на рисунке 6.
Рисунок 6 - Основные технические характеристики кровельной ПВХ мембраны
Несмотря на сравнительно недавнее распространение кровельных мембран в сфере отечественного строительства, потребители всех социальных категорий имеют возможность купить кровельную мембрану всех известных производителей, как отечественных, так и зарубежных.
Наиболее популярным производителем на отечественном рынке является компания ТехноНиколь, которая зарекомендовала себя как один из самых надежных поставщиков кровельных материалов.
Мембрана кровельная ТехноНиколь, выпускаемая под марками logicroof и ecoplast, производится с учетом современных экструзионных технологий на заводе полного цикла, ставшем российским первопроходцем в данной отрасли.
Четкое следование специализированным инновационным технологиям позволяет производить один из самых качественных кровельных материалов в данной отрасли, имеющий однородную структуру и высокие эксплуатационные характеристики.
Корпорация ТехноНиколь осуществляет выпуск двух производственных линеек кровельных ПВХ мембран – logicroof и ecoplast, безупречное качество которых подтверждено не только всевозможными сертификатами качества, но множественными отзывами покупателей, получивших в процессе использования мембраны кровельной logicroof и ecoplast положительный эксплуатационный опыт.
Что касается данной характеристики мембраны, представленные линейки в ассортименте предлагают потребителю кровельные мембраны от 1,2 до 2,0 мм. Специалисты утверждают, что мембраны, обладающие толщиной более 1,8 мм, находятся в группе отличного и хорошего качества, чего не скажешь о мембранах с толщиной менее 1.5 мм.
Утолщенные мембраны характеризуются увеличенной ударной прочностью, что способствует более длительной эксплуатации кровли в условиях частых механических воздействий.
При этом между толщиной кровельного покрытия и заключительной стоимостью монтажных мероприятий отсутствует строгая зависимость, что свидетельствует о том, что толщина не является основным фактором, определяющим стоимость мембраны.
В связи с этим, в общей стоимости готового кровельного покрытия не наблюдается существенной разницы между покрытием, выполненным с использованием утолщенной и стандартной мембраны.
Характерной особенностью материалов особого класса, к которому относится кровельная мембрана, является принципиально новый, ранее не практикуемый подход к кровельным работам. Мембрана легко поддается сварке с помощью автоматического, полуавтоматического и даже ручного оборудования, качество которой (а именно качество сварных швов) является определяющим фактором для обеспечения наиболее эффективных гидроизоляционных характеристик кровли. Несоответствие данных параметров может стать причиной нарушения целостности кровельного полотна, а также привести к частому возникновению протечек кровли.
Чтобы получить наиболее высокое качество сварного шва, как показателя, определяющего качество сварных мероприятий, в первую очередь необходимо подобрать наиболее оптимальные параметры сварки, основными из которых является температурные показатели воздуха и скоростной режим сварочного оборудования.
Несмотря на то, что данные параметры определяют качество сварочных работ, они не являются постоянными величинами и весьма вариабельны в условиях меняющихся погодных условий, таких как скорость ветра, влажность воздуха, температурный режим и другие. Именно поэтому после резкой смены погодных условий перед тем, как приступить к началу сварных мероприятий, специалисты рекомендуют произвести пробную сварку небольшого образца мембраны.
Несмотря на то, что устройство кровельной мембраны актуально для самых различных видов кровли, в том числе и сложной конфигурации, наиболее оптимальным будет ее использование для монтажа плоских кровель, а также кровли, характеризующейся небольшим уклоном.
Одной из основных целей укладки кровельной мембраны – устройство гидроизоляционного слоя, что обуславливает отсутствие необходимости в обустройстве дополнительной гидроизоляции. Еще одним немаловажным плюсом использования кровельной мембраны является легкость монтажных мероприятий, что способствует частому монтажу кровельной мембраны своими руками, который может осуществляться без дополнительной подготовки основания.
Более того, нет необходимости в удалении предшествующего гидроизоляционного слоя. Единственным необходимым мероприятием, предшествующим монтажным мероприятиям, является просушка (рисунок 7).
Рисунок 7 - Монтаж кровельной мембраны
Для удобства понимания сути монтажных мероприятий, специалисты предлагают все существующие методы монтажа кровельной мембраны классифицировать на три основные группы:
1. Балластный способ. Применение данной методики особенно актуально в условиях монтажа кровли, уклон которой не превышает 10 градусов. В процессе устройства кровли балластным способом укладку кровельного материала осуществляют свободно на протяжении всей кровли, закрепляя ее лишь по периметру и в тех местах, где мембрана сопоставляется с вертикально ориентированными поверхностями кровли, такими как дымоходы, вентиляционные конструкции и другие, вертикально ориентированные плоскости кровли. Как видно из названия, для того, чтобы удержать кровельный материал на поверхности крыши, его прижимают балластом, минимальная масса которого равна не менее 50 кг/м2 кровли. Наиболее часто роль балластных материалов выполняет тротуарная плитка, гравий, галька или бетонные блоки.
Важным параметром, который необходимо учитывать в процессе обустройства кровли балластным способом, является несущая способность кровли, перегрузка которой чревата нарушением ее эксплуатационных характеристик.
2. Механический способ. Применяется в тех случаях, когда уклон крыши превышает 11 градусов. Основой для крепления мембранных материалов могу т быть профнастил, железобетон, дерево, а также кирпич. Механический способ крепления может реализовываться в процессе применения различных методик.
Первая предполагает крепление мембранных материалов с использованием телескопических крепежей, представляющие собой пластиковые зонты, характеризующиеся наличием широкой шляпки, а также металлические анкера. Механический метод крепления практикуется в тех местах кровли, где присутствует наложение кровельного полотна. При этом шаг между крепежами не может превышать 20 см. Практикуя механический способ крепления, необходимо предусмотреть дополнительную защиту кровли от механических повреждений, например, укладку геотекстильных материалов под основание мембраны.
Вторая разновидность механического способа крепления поливинилхлоридной мембраны подразумевает сварочные работы с применением горячего воздуха, так как данная методика обеспечивает наибольшие прочностные характеристики сварных швов. Сварка кровельной мембраны, а именно продольных краев поливинилхлоридных полотен, осуществляется с использованием специализированного сварочного аппарата. В процессе данной методики полимерный материал плавится, что способствует образованию монолитного покрытия, в котором отсутствуют точки напряжения, зачастую становящиеся причиной частых протечек.
3. Клеевой способ. Также реализуется в процессе использования двух методик:
1) клеевой метод, подразумевающий использование расплавленных битумных материалов. Он осуществляется с использованием специализированных материалов, обладающих битумно-полимерной основой, которые снабжены клеящим слоем, с наружной стороны прикрытых силиконовой бумагой;
2) клеевой способ, подразумевающий использование специализированных клеевых смесей.
Применение данной методики устройства мембранной кровли в наибольшей степени оправдывает себя в тех случаях, когда застройщику приходится иметь дело с крышей, характеризующейся сложной конфигурацией и нестандартными геометрическими особенностями. В этом случае крепление кровельного материала осуществляется посредством использования двусторонних клеящих лент.
Приклеивание мембраны осуществляется не полностью, а фрагментировано, что целесообразно для формирования сопряжений в случае крыши со сложной конфигурацией. Недостатком данного метода является его ограниченное использование при работе с ПВХ кровлей: не все мембранные материалы можно закреплять, используя данную методику при обустройстве кровли крыш со сложными конфигурационными характеристиками. Несмотря на это, у данной методики есть и свои преимущества: кровля, обустроенная с использованием данной методики, устойчива к воздействию сильных ветров.
Далее рассмотрим инновационную холодную технологию монтажа рулонного кровельного материала.
Такое название этот способ получил лишь потому, что в нем не используется открытый огонь. Охарактеризуем нюансы этой технологии:
1. Оптимально – перед началом монтажного процесса рулоны мягкой кровли расстелить на крыше, чтобы они выровнялись. Обычно в таком виде материал оставляют на сутки.
2. Раскрытый рулон укладывают по месту монтажа. Выравнивают по краям, если надо обрезают излишки, торчащие за пределы кровельной конструкции.
3. Затем сворачивают с двух сторон до середины. То есть должно получиться два рулончика.
4. Под один из рулончиков наносится битумная мастика. Используют шпатель, кисточку или валик.
5. Раскатывают рулончик, прокатывая по его лицевой стороне чистым малярным валиком.
6. Точно также проводят укладку второй части.
Необходимо отметить, что мембранные рулонные кровельные материалы крепят к основанию крыши или при помощи гвоздей, или при помощи специального клеевого состава. Последний вариант дороже, но более надежный. При этом стараются края уложенных полос хорошо прогерметизировать. Это можно сделать тем же клеем или использовать технологию сварки, применяя специальное оборудование.
Таким образом, кровельная ПВХ мембрана представляет собой материал, характеризующийся легкостью и отсутствием создания дополнительной нагрузки на несущее основание крыши. Так как материал обладает минимальной, практически нулевой водонепроницаемостью, его применение актуально при обустройстве кровли, характеризующейся интенсивным намерзанием льда или скоплением стоячей воды.
Повышенная устойчивость к агрессивным природным воздействиям позволяет использовать кровельную мембрану там, где резкие перепады температур в широком диапазоне являются привычным явлением.
2.2 Анализ рынка инновационных кровельных материалов в России
«Крыша современного здания должна не только защищать здание от атмосферных воздействий, иметь архитектурную выразительность, но и быть энергоэффективной. Правильно подобранная и запроектированная крыша позволит снизить затраты на отопление и вентиляцию, обеспечит комфортность проживания и долговечность эксплуатации. Выбор кровельного покрытия напрямую зависит от конструкции крыши. На сегодняшний день их ассортимент достаточно велик» [15].
На рисунке 8, представлена структура российского рынка кровельных материалов 2009 г. и 2019 г. [15].
Рисунок 8 - Структура российского рынка кровельных материалов
Из диаграмм видно, что за «10 лет доля асбоцемента значительно снизилась, его вытесняют металлические кровли. Спрос также растет на черепицу и мягкую кровлю, однако их доля по-прежнему невелика.
Для строительства материал кровли должен быть, прежде всего, долговечным, пожаробезопасным, иметь хороший внешний вид и ценовую доступность. Краткая характеристика материалов представлена в таблице 3.
На основе данной таблицы можно сделать вывод, что наиболее долговечными являются кровли из меди и натуральной черепицы. Они негорючи, устойчивы к атмосферным воздействиям и коррозии. К недостаткам относится их хрупкость и высокая стоимость» [16, c.71].
Таблица 3 - Сравнение кровельных материалов
Наименование | Состав | Масса кг/м | Ударопрочность | Термостойкость | Парусность | Стойкость к коррозии | Долговечность, лет | Квалификация кровельщиков |
Оцинкованная сталь | Металл | 4-7 | Прочная | НГ | Высокая | Слабая | <30 | Высокая |
Ондулнн (Еврошифер) | Целлюлоза, битум | 3-4 | Прочная | Г4, В1 | Высокая | Устойчива | <20 | Низкая |
Полимер-песчаная черепица | Полимер, песок | 18- 22 | Прочная | Г4, В2 | Слабая | Устойчива | <100 | Низкая |
Цементно-песчаная черепица | Цемент, песок | 40-70 | Низкая | НГ | Слабая | Устойчива | >80 | Высокая |
Композитная черепица | Металл, гранулят | 6-7 | Прочная | НГ | Высокая | Устойчива | >50 | Средняя |
Металлочерепица | Металл | 4-6 | Низкая | НГ | Высокая | Низкая | <30 | Средняя |
Гибкая (мягкая) битумная черепица | Стекло-холст, битум | 4- 12 | Прочная | Г4, В1 | Нет | Средне-устойчива | >50 | Средняя |
Керамическая черепица | Глина | 40-70 | Низкая | НГ | Слабая | Устойчива | >100 | Высокая |
Медная кровля (фальцевая, черепица) | Медь | 6-8 | Прочная | НГ | Высокая | Устойчива | >100 | Высокая |
Сланцевая кровля | Природный камень | 50-80 | Низкая | НГ | Слабая | Устойчива | >100 | Высокая |
«Менее дорогостоящими являются кровельные материалы, в составе которых содержатся синтетические связующие. Они имеют повышенный срок службы, невысокую стоимость, но являются горючими. Металлочерепица пользуется популярностью благодаря сходству ее с керамической черепицей, простотой монтажа, экологичностью и безопасностью, однако долговечность ее зависит от качества защитного покрытия.
Одним из инновационных материалов является композитная черепица. Она представляет собой стальной лист, защищенный алюмоцинковым сплавом с минеральным гранулятом. Данный вид материала имеет высокие характеристики, похож на керамическую черепицу и в сравнении с ней имеет небольшой вес.
Как правило, решающим фактором при выборе кровельного материала является его стоимость. На рисунке 9 представлены диапазоны цен на материалы некоторых производителей» [8, c.35].
Рисунок 9 - Сравнение стоимости кровельных материалов за 1 м2
«1 - оцинкованная сталь - Ruukki (Финляндия), ИНСИ (Россия);
2 - ондулин - Ондалюкс (Россия, концерн Onduline), Nuline (США);
3 - полимер-песчаная черепица - НПК ПОЛИЗАНД (Россия);
4 - цементно-песчаная черепица - Braas (Россия-Германия);
5 - композитная черепица - Технониколь (Россия), Lindab ROCA (пр-во Ю. Корея);
6 - металлочерепица - Металлопрофиль (Россия), Ruukii (Финляндия);
7 - битумная черепица - Технониколь (Россия), CertainTeed (США);
8 - керамическая черепица - Koramic (Германия), Braas (Германия), Tondah (Австрия,Венгрия);
9 - медная кровля - ГЗОЦМ (Россия), KME (Германия), Aurubis(Финляндия), Samsung Metal (Ю.Корея);
10 - сланцевая кровля - Rathscheck Schiefer (Германия)».
«Наряду с современным кровельным покрытием появляются и новые теплоизоляционные материалы непосредственно для жилых домов со скатной кровлей. При выборе утеплителя необходимо обращать внимание на его экологичность, долговечность, пожарную безопасность, энергоэффективность.
Популярным утеплителем являются плиты из минеральной ваты. Одним из недостатков является наличие в их составе фенолформальдегидных смол, являющихся ядовитыми и огнеопасными, но на сегодняшний день существует производство без данных веществ.
В качестве утеплителя скатной кровли предлагается пеностекло, являющееся энергоэффективным экологичным материалом, к недостаткам относится вес, хрупкость. ЭПП и Эковата также могут быть использованы в качестве утеплителя, к недостаткам следует отнести их горючесть.
В таблице 4 представлена характеристика современных утеплителей для скатных кровель» [8, c.36].
«Для поддержания правильного режима теплоизоляции и защиты конструкций от конденсата и водяного пара необходимо предусматривать гидро- и пароизоляцию, устраивать вентиляцию подкровельного пространства».
«Таким образом, при проектировании необходимо решать целый ряд задач, связанных с выбором материалов и конструированием. Соблюдение всех рекомендаций позволит избежать негативных последствий и обеспечит комфорт и долговечность эксплуатации».
Таблица 4 - Сравнение утеплителей
Материал | ЭПП | Каменная вата | Пеностекло | Эковата | Стекловата |
Наим. продукта для скатной крыши | URSA XPS | ROCKWOOL ЛАЙТ БАТТС СКАНДИК | FOAMGLAS | Эковата Экстра | URSA GEO, ISOVER, ТеплоКнауф |
Плотность кг/м | 28-38 | 37 | 100-165 | 30-65 | 15-25 |
Теплопроводность Вт/мС | 0,032-0,034 | 0,036-0,041 | 0,040-0,052 | 0,035-0,041 | 0,040-0,043 |
Предел прочности при сжатии т/м2 | 25 | 60 | 40-160 | 20 | 25-50 |
Водопоглощение | 0,3 кг/м2 | 1кг/м | 0,5 кг/м2 | Сорбц.увл. за 72 часа 16% | 1 кг/м |
Паропроницаемость мг/мч-Па | 0,004 | 0,3 | 0 | 0,3 | 0,55 |
Горючесть | ГЗ | нг | НГ | Г1,Г2 | НГ |
Гарантийный срок службы | 40-50 лет | 100 лет | 40 лет | 50 лет | 50 лет |
«Кровельные материалы традиционно подразделяют на два основных класса: для плоских и скатных крыш, которые делят общий рынок примерно поровну (48% и 52% соответственно). Покрытия плоских кровель, которые характерны для многоэтажного строительства, – это прежде всего мягкие рулонные материалы или полимерные мембраны. Выбор кровельных материалов для скатных крыш более разнообразен: по типу используемого материала (металл, глина, цемент, битум, полимер); по форме материала (штучные/листовые, гладкие/рифленые); по внешнему виду (более 200 цветовых оттенков, матовые и глянцевые, с покрытиями или без них)».
«Широкий ассортиментный ряд объясняется тем, что скатные кровли применяются преимущественно в малоэтажном строительстве и находятся всегда на виду. Скатная крыша не только является важной составляющей общего архитектурного стиля дома, но и выражает индивидуальность его владельца. Потребители тщательно подходят к вопросу покупки кровельного покрытия. Социологические исследования показывают, что главными критериями выбора являются цена, срок эксплуатации и внешний вид материала».
«Кроме того, не менее важную роль играют трудоемкость монтажа и транспортные расходы. По цене кровельные материалы разделяются на четыре класса: премиум, бизнес, стандарт и эконом» [33].
Структура рынка кровельных материалов для скатных крыш представлена на рисунке 10.
Рисунок 5 - Структура рынка кровельных материалов для скатных крыш по классам, % от общего объема в натуральном выражении за 2019 год
«Покрытия эконом-класса используют застройщики с низкими бюджетами. Потребители среднего уровня дохода ориентируются на покрытия стандарт- и бизнес-класса. Это прежде всего металлическая кровля из стали, еврошифер и гибкая черепица. Кровельные материалы премиум-классах – это полимер-песчаная, цементно-песчаная черепица. Композитная, керамическая кровля, а также покрытия из цветных металлов являются прерогативой высокообеспеченных слоев населения.
Наиболее долговечными материалами являются все виды натуральной черепицы, покрытия из меди, титан-цинка – они гарантированно прослужат более 50 лет. До 30 лет имеют срок службы металлочерепица, кровельное железо и битумные материалы» [20, c.89].
«По внешнему виду потребители склонны выбирать натуральные или имитирующие их покрытия, а также кровли с большим выбором цветовых решений. В настоящее время более 85% скатных крыш в стране принадлежит к старому кровельному фонду и покрыто шифером, кровельным железом. Однако, ежегодно из общего фонда малоэтажного жилья выбывает 0.06% от его общего объема, а вводится в эксплуатацию в среднем 1.96%. Поэтому с каждым годом доля современных кровельных материалов растет.
Наиболее перспективными среди них являются металлочерепица, еврошифер и гибкая черепица, которые лидируют по предпочтениям потребителей (59%, 21% и 9% соответственно). Пока их доля не превышает 10% от общего объема кровельного фонда малоэтажного строительства страны» [17, c.88]. Структура российского рынка кровельных материалов для скатных крыш представлена на рисунке 11.
Рисунок 11 - Структура российского рынка кровельных материалов
для скатных крыш за 2019 год
«Малоэтажное строительство в России поддерживается на государственном уровне с помощью различных федеральных и региональных программ («Свой дом», «Доступное жилье»). По прогнозам Research.Techart, доля индивидуального строительства в общем объеме возведенного жилья будет увеличиваться на 1-1,5% в год и достигнет к 2025 году 53-55%. Для сравнения цен на кровельные материалы были взяты средние значения по России». Цены указаны в рублях за 1 м2. Результаты можно представить в виде следующего списка: резиновая черепица – 200 руб.; ондулин – 218 руб.; металлочерепица – 330 руб.; шинглас – 395 руб.; цементно-песчаная – 530 руб.; композитная черепица – 670 руб.; керамическая черепица – 1145 руб.
Таким образом, анализ рынка кровельных материалов показал, что резиновая черепица является одним из самых дешевых материалов, она значительно дешевле керамической (более чем в 7 раз) и композитной (более чем в 3 раза) черепицы.
В России, в отличие от многих стран, до сих пор очень широко используется рубероид. 2/3 новостроек покрываются именно этим материалом. Менее 2% приходится на полимерные мембраны, остальное приходится на битумно-полимерные покрытия. В первую очередь такой расклад объясняется высокой стоимостью современных рулонных материалов по сравнению с рубероидом.
Мягкие кровельные материалы можно разделить на пять групп, четыре из них относятся к битуминозным. Это - Пергамин, битумные материалы на картонной основе (рубероид), материалы из окисленного битума на негниющих основах (стеклохолсте, стеклоткани, полиэстере), материалы из битума, модифицированного полимерами, на негниющих основах (полимерно-битумные), и полимерные мембраны.
Каждая из этих групп имеет свои плюсы и минусы. Одни более доступны по цене и просты при работе. С другой стороны, многие из заказчиков предпочитают старые привычные материалы. Тем более что есть уже старые устоявшиеся связи с поставщиками. Немаловажно и то, что только на экспорт отправляется порядка 80 млн кв. м кровли. Новые материалы имеют более высокую стоимость, но экологически чисты и в длительной перспективе экономически более выгодны.
Несмотря на высокую стоимость современных кровельных материалов, спрос на них будет расти. Простой расчет показывает - если покрыть крышу рубероидом, ее придется перекрывать каждые 5-10 лет. В итоге расходы на ремонт крыши с лихвой перекроют стоимость самых современных материалов. Дешевые материалы еще длительное время будут пользоваться устойчивым спросом. Кроме того, дешевизна и простота укладки традиционных материалов еще длительное время будут выступать факторами стабильного спроса на эти виды кровли.
Развитие производства отражается на всех используемых строительных материалах. Некоторые изделия улучшаются и становятся более функциональными, другие сменяются новыми и современными. Материал должен соответствовать потребностям жизни и возможностям строительства. Происходит и усовершенствование кровельных материалов, которые играют огромную роль в постройке дома и возведении качественной крыши.
Одним из новейших материалов является 3D-кровля. Он представляет собой рулонную черепицу 3D на основе битума. Натуральность черепице придает интересный рисунок из каменной крошки. Такую кровлю можно использовать на скатных крышах как новых сооружений, так и зданий, подвергающихся ремонту.
Она способно быстро, надежно и экономично придать кровле эстетичный вид и качественную гидроизоляцию. Еще существуют без рулонные кровли, обладающие большим преимуществом. Они не имеют швов и изготавливаются достаточно быстро. Производство укладки допускается на влажную поверхность. Верхний слой защищен от различных повреждений и воздействия факторов атмосферы. Долговечность и высокий температурный порог делают эту кровлю удобной и практичной.
Следующим изделием является металлочерепица, состоящая из модулей. Ее преимущество выражается в том, что длина одного листа не превышает 2-х волн (модулей). Небольшие модули обеспечивают быстрый сбор кровли необходимого размера. Также она легка в транспортировке, хранении и последующей укладки. Этот кровельный материал покрывается полистиролом.
Отдельное место занимают кровельные покрытия, не имеющие шва. Отсутствие швов способно придать покрытию герметичность, что избавит от скопления влаги на участках крыши. Бесшовная кровля производится из битума, резины или прочих полимеров. Состав разливается по поверхности крыши и застывает. После высыхания этот слой становится цельным. Наносится такая кровля проста. Часто используют распылители. Она удобна в наиболее сложных конструкциях крыш, которые имеют много стыков.
Можно обратить внимание на покрытие под названием «зеленая кровля». Она хорошо подойдет для более плоской крыши или с легким наклоном. Такая кровля оснащена экологическим покрытием, швы которого вулканизированы. Она сможет долго сохранять надлежащую гидроизоляцию, которая предупредит нарушение целостности кровли корнями травяного покрытия, влагой и почвой. Кровля укладывается как цельным пластом, так и большими кусками, которые специальным оборудованием соединяются и склеиваются.
Таким образом, сегодня в России используются для устройства скатных кровель десятки, если не сотни, технологий и материалов. Некоторые из них имеют долгую историю и совершенствуются с течением времени, другие только завоевывают рынок, совсем недавно миновав стадию разработки и испытаний. Не все современные кровельные материалы доступны сегодня в России, тем не менее, основные из них представлены и выбор достаточно широк.
2.3 Анализ существующих проблем организационно-технологической надежности кровельных систем
«Насыщение строительного рынка инновационными технологиями и новыми материалами показывает тенденцию использования понятия долговечности кровельного материала в качестве основного критерия надежности кровельной системы. Стоит отметить, что в этом случае полагаются на срок службы кровельного материала и говорят о надежности кровельной системы в целом, что влечет за собой упущение многих других не менее важных факторов, влияющих на качество кровельной системы.
Нельзя отождествлять долговечность кровельного материала и надежность кровельной системы, так как надежность является комплексной характеристикой и состоит из нескольких свойств, касающихся практически всех ее компонентов. Поэтому проблема надежности кровельных систем зданий и сооружений и способы ее определения являются актуальными, особенно в период становления и развития строительной отрасли России».
«Во многих источниках один и тот же термин используют по-разному. Так, например, термином «кровля» называют всю верхнюю конструкцию здания, а определение «покрытие» присваивают гидроизоляционному материалу. Также наблюдается отождествление понятий надежности и долговечности. Покрытие здания или крыша – верхняя конструкция здания, которая служит для защиты от атмосферных осадков, дождевой и талой воды. Другой основной ее функцией является теплоизоляционная − сохранение тепла и защита от перегрева» [20, c.89].
Существует более актуальное определение верхней конструкции здания – кровельная система – это комплексная конструкция («пирог»), состоящая из несущей конструкции, основания, пароизоляции, утеплителя, гидроизоляции, причем последовательность расположения, количество слоев, их материал, толщина и расстояние между ними может меняться. Кровля – материал верхнего слоя кровельного «пирога».
«Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
Работоспособное состояние – состояние объекта, которое характеризуется его способностью выполнять все необходимые функции. Предельное состояние – состояние объекта, за которым его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояние невозможно или нецелесообразно. Количественной оценкой надежности является вероятность выполнения объектом своих функций» [10, c.33].
«Организационно-технологическая надежность (ОТН) строительного производства – способность организационных, технологических и экономических решений сохранять в заданных пределах свои запроектированные качества в условиях воздействия возмущающихся факторов, присущих строительству как весьма сложной вероятностной системе» [2]. На схеме (рисунок 12) отображены факторы, формирующие надежность кровельной системы.
Рисунок 12 - Факторы, формирующие надежность кровельной системы
«Организационно-технологическая надежность кровельной системы с учетом факторов, которые ее формируют, изображена на схеме ОТН кровельной системы заключается во взаимосвязи разработки проекта с заданной надежностью, технологией ее устройства или ремонта кровельной системы, организацией реализации этого проекта в реальном времени, контролем качества на всех этапах процесса, правильная эксплуатация.
Экономически важным аспектом ОТН является существенное уменьшение затрат на эксплуатационные расходы и максимальное соответствие заданному проектом уровню надежности системы. Самым ответственным моментом в процессе выработки организационно-технологических решений есть постановка задачи. Существующий опыт свидетельствует, что в мире тратятся колоссальные средства на решение неправильно поставленных задач» [9, c. 54].
Для достижения цели, а именно обеспечения ОТН кровельной системы, эта система должна соответствовать предъявленным требованиям, которые должны быть четко сформулированы и отражены в нормативных документах (рисунок 13).
«Процессы проектирования и производства работ по устройству кровельных систем регулируются исключительно рекомендациями или инструкциями по монтажу кровельного «пирога», разработанными производителями кровельных материалов. В связи с этим, при рассмотрении кровельных систем, сталкиваемся с такими проблемами:
- отсутствие опыта применения инновационных технологий по устройству систем с новыми кровельными материалами;
- отсутствие взаимосвязи технологии и организации производства работ, как факторов, влияющих на надежность систем; некомпетентность исполнителей;
- отсутствие нормативной базы для возможности контроля качества кровельных работ;
- нерегулируемая конкуренция на рынке строительных услуг;
- непредусмотренные проектом дополнительные расходы при выполнении работ»;
Рисунок 13 - Организационно-технологическая надежность (ОТН) кровельной системы
«- необоснованная экономия при проектировании и устройстве кровельных систем, которая приводит к значительному повышению эксплуатационных расходов в будущем;
- поддержание кровельной системы в работоспособном состоянии.
В комплекте строительных Еврокодов базовым считается документ «EN 1990 Eurocode – Basis of structural design», в котором определены принципы и требования по обеспечению безопасности, эксплуатационной пригодности и долговечности конструкций. Он дает также руководящие указания относительно надежности, которые относятся к безопасности, эксплуатационной пригодности и долговечности» [25].
Исходя из вышеизложенного, «разработка и введение в действие новой нормативной документации должна стать первоочередной за дачей отрасли строительного производства России» [12, c.31].
Многие исследователи занимались проблемами кровельных систем. Большинство работ посвящены ремонту отдельных компонентов кровельных систем, а вот проблеме проектирования и устройства кровельной системы как «пирога» уделено недостаточно внимания. Касательно ОТН кровельной системы на сегодняшний день наработок нет.
С. Д. Сокова «обратила внимание на целесообразность разделения кровли на малонадежные элементы – воронки, ендовы, примыкания, деформационные швы, более надежные элементы – участки рядового покрытия. В этом случае каждый элемент рассматривается как взаимосвязанный с соседним элементом. Существенными отличиями предлагаемой модели от остальных автор называет разные площади элементов, отличающиеся условиями на разных участках, отличие последствий дефектов в зависимости от условий участков» [20, c.11].
В предлагаемой модели «надежность системы ограничивается характеристиками расположенного сверху кровельного материала. Однако, к примеру, в инверсионных кровельных системах кровельный (гидроизоляционный) материал располагается под несколькими другими слоями и является защищенным от ряда воздействий, таких как температура, атмосферные осадки, ультрафиолет, химические воздействия» [1, 13, 14–16].
Очевидно, что изменение размещения гидроизоляционного слоя меняет надежность кровельной системы в целом. В то же время, рассматривать каждый элемент кровли как взаимосвязь с соседними элементами только по горизонтали нельзя, так как он связан с другими элементами и по вертикали. Схема влияния конструктивно-технологических факторов на ОТН кровельной системы отображена на рисунке 14.
Рисунок 14 - Учет влияния конструктивно-технологических факторов на организационно-технологическую надежность кровельных систем
«На сегодняшний день широко исследован вариант размещения гидроизоляционного материала в верхнем слое кровельной системы. Все производители кровельных материалов гарантируют срок службы кровельной системы, основываясь на долговечности гидроизоляционного материала. Но ведь проблема надежности кровельной системы лежит гораздо глубже.
Сложность решения этой проблемы заключается во взаимосвязи всех слоев кровельного «пирога» не только свойствами материалов, но и их технологическими, организационными и экономическими характеристиками. Важность надежности гидроизоляционного слоя однозначно выше надежности всех остальных слоев.
Тем не менее, нельзя недооценивать влияние других слоев на надежность кровельной системы в целом. Каждая система или отдельные элементы конструкции имеют определенное назначение и эксплуатируются в четко определенных условиях» [8, c.15].
В процессе эксплуатации кровельная система, как и всякий другой элемент здания, кроме физического износа накапливает и моральный износ, характеризующий степень несоответствия ее основных параметров, определяющих эксплуатационные свойства кровельной системы, современным требованиям.
«Существующее разнообразие кровельных систем позволяет определить, что их надежность не может быть обеспечена только надежным гидроизоляционным слоем. Надежность кровельной системы нужно рассматривать в целом, что означает рассмотрение влияния каждого из слоев, а также влияния различных элементов кровельной системы (примыкания, ендовы, воронки и т. д.) с их организационно-технологическими решениями.
Все факторы, формирующие ОТН кровельных систем разделим на основные и второстепенные. А именно: к основным отнесем гидроизоляционный и теплоизоляционный материалы; ко второстепенным – основание, пароизоляцию, стяжку и т.д. Необходимо проранжировать все слои кровельной системы и определить влияние каждого из слоев на надежность системы в целом, обеспечив требуемые сроки выполнения кровельных работ и их стоимость, то есть выбор рационального варианта».
Таким образом, в данной главе исследования рассмотрены особенности внедрения инновационных технологий в производстве кровельных материалов, проведен анализ рынка инновационных кровельных материалов в России, а также проведен анализ существующих подходов к проектированию, устройству, реконструкции и капитальному ремонту кровельных систем зданий и сооружений для решения проблем их организационно-технологической надежности.
3. Внедрение инновационных технологий при производстве кровельных материалов
3.1. Разработка проекта инновационных технологий при производстве кровельных материалов
ИП Дерышева О.Г. работает на региональном рынке услуг по монтажу кровельных материалов. Основными потребителями услуг по монтажу кровли от ИП Дерышева О.Г. являются люди со средними и высокими доходами, а также организации г. Йошкар-Ола и районов Республики Марий Эл, которые строят дом с нуля или меняют кровлю. Данные о рынке представлены в табл. 5.
Таблица 5 - Общая характеристика рынка
№ | Критерий | Характеристика рынка |
1 | Территориальный признак | Региональный рынок (г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл) |
2 | Объект обмена | Кровельные материалы, комплектующие |
3 | Отраслевая принадлежность | Рынок промышленный продукции |
4 | Рыночная структура | Рынок совершенной конкуренции – имеется огромное количество продавцов кровельных материалов, условия диктует покупатель |
5 | Контрагент рынка (основной потребитель) | Основными потребителями продукции являются физические лица, реже - юридические лица |
6 | Степень государственного регулирования | Государство не регулирует данный рынок. Косвенное регулирование возможно только путем повышения или снижения налоговых ставок, введения заградительных пошлин |
Произведем расчет доли каждой фирмы на исследуемом рынке, используя следующую формулу:
В результате получим:
1. Кровля-Сервис: 23,5%.
2. Идеальная кровля: 19,1%.
3. ТехноПрофиль Марий Эл: 15,4%.
4. ООО «Броксталь»: 10,2%.
5. ИП Дерышева О.Г.: 8,9%.
Таким образом, позиция ИП Дерышева О.Г. слаба по сравнению с основными конкурентами.
Рассчитаем по указанным выше фирмам-лидерам индекс Герфиндаля:
Таким образом, ИП Дерышева О.Г действует на умеренно концентрированном рынке, для которого индекс Герфиндаля находится в интервале от 1000 до 1800 п.п.
Фирмы-лидеры рынка кровельных материалов Республики Марий Эл представлены в табл. 6.
Таблица 6 - Лидеры рынка кровельных материалов Марий Эл
№ | Фирма-лидер | Сколько лет лидирует | Основное направление деятельности | Доля рынка |
1 | Кровля-Сервис г. Йошкар-Ола, ул. Водопроводная, д. 48 | 10 | Розничная торговля кровельными материалами, монтаж кровли | 23,5% |
2 | Идеальная кровля г. Йошкар-Ола, ул. Гоголя, д. 3, офис 104 | 8 | Розничная торговля кровельными материалами, монтаж кровли | 19,1% |
3 | ТехноПрофиль Марий Эл г. Йошкар-Ола, ул. Строителей, д. 95 | 7 | Розничная торговля кровельными материалами, монтаж кровли | 15,4% |
4 | ООО «Броксталь» Республика Марий Эл, п. Медведево, ул. Чехова, 14 | 21 | Розничная торговля кровельными материалами, монтаж кровли | 10,2% |
5 | ИП Дерышева О.Г. г. Йошкар-Ола, ул. К. Либкнехта, д. 84, оф. 2 | 3 | Розничная торговля кровельными материалами, монтаж кровли | 8,9% |
6 | Прочие конкуренты- специализированные отделы в строительных магазинах – Мега Строй, Бау Маркет, Еврокомфорт, Дом 5, Сайвер, и т.д. | - | Розничная торговля кровельными материалами, монтаж кровли | 22,9% |
Основную часть рынка кровельных материалов и услуг по монтажу кровли занимают три основных игрока – Кровля-Сервис, Идеальная кровля и ТехноПрофиль. Эти три фирмы занимают суммарно 58% рынка, а их персональные доли примерно сопоставимы.
ООО «Броксталь» и И.П. Дерышева О.Г. имеют значительно меньшие доли рынка Оставшийся сегмент рынка занимают прочие конкуренты - специализированные отделы в строительных магазинах – Мега Строй, Бау Маркет, Еврокомфорт, Дом 5, Сайвер, и т.д.
Конкурентная карта ИП Дерышева О.Г. представлена на рисунке 15.
Рисунок 15 - Конкурентная карта рынка кровельных материалов
Республики Марий Эл
Таким образом, наилучшие позиции на рынке занимают компания «Идеальная кровля», а также прочие конкуренты: специализированные отделы в строительных магазинах – МегаСтрой, БауМаркет, Еврокомфорт и другие.
Рассмотрим предпосылки использования некоторых техногенных отходов при создании инновационных кровельных материалов. Резиновые изделия ввиду своего химического строения (трехмерная химическая сетка) долгое время считались неперерабатываемыми. «В последние десятилетия появился ряд технологий по переработке резинотехнических изделий в различные виды продуктов. В России, как и во всем мире, существует несколько методов переработки изношенных автошин: сжигание, механическая переработка, пиролиз и др. Особый интерес вызывает механическая переработка шин, позволяющая максимально сохранить физико-механические и химические свойства материала. В результате нее образуются резиновая крошка, металлокорд и текстиль» [50, c.56].
Исходя из полученных экспериментальных данных «определены технологические параметры изготовления кровельной черепицы, обеспечивающие наилучшие показатели прочности (3,9 МПа) и относительного удлинения при разрыве (75,2 %): давление прессования 15–17 МПа; температура прессования 115–125°С; время нагрева образца 6–8 мин; время выдержки под давлением 4–8 мин; давление при охлаждении 13–17 МПа. Установленные параметры резиновой гибкой черепицы соответствуют требованиям, предъявляемым к резинобитумным кровлям европейским стандартом качества EN 544. Предлагаемый кровельный материал состоит из одного (рисунок 16) или двух слоев общей толщиной не более 4 мм» [78, c.122] (рисунок 16).
Рисунок 16 - Внешний вид резиновой кровельной черепицы:
а – однослойной; б – двухслойной с посыпкой из гранитной крошки
«Первый слой занимает прессованная резиновая крошка, имеющая высокие физико-механические характеристики. С целью обеспечения защитно-декоративных свойств на поверхности черепицы устраивается 2-й слой – покрытие из гранул различных фракций и цвета. Материал, используемый для устройства покрытия, – отсевы камнедробления добычи нерудных каменных материалов, отходы производства декоративных отделочных плит (гранит, щебень, гранитная и мраморная крошка), фракционированные или измельченные кварцевые пески и т.д.
Покрытию можно придать обширную цветовую гамму путем применения различных пигментов, любую конфигурацию и размер, что позволяет сочетать разработанный кровельный материал со сложными архитектурными формами» [59, c.110].
Таким образом, «комплексное использование техногенных отходов при получении отечественной гибкой черепицы достигается за счет применения в качестве основного сырьевого компонента порошковой резины – продукта переработки автомобильных шин и отсевов камнедробления нерудных каменных материалов при устройстве гранулярного покрытия. Данные отходы имеются практически в каждом регионе РФ.
Оценка долговечности кровельных материалов базируется на результатах исследования характера и степени изменения исходных физико-механических показателей кровель при комплексном воздействии климатических факторов и агрессивной среды» [8, 10, 42].
«Согласно данным за основной эксплуатационный показатель, характеризующий работоспособность кровельного ковра из материала на основе полимеров, следует принимать величину упругодеформативных показателей. Для оценки надежности кровли на основе резинополимера были проведены исследования образцов кровельного материала после ускоренного старения в лабораторных условиях от воздействия различных климатических факторов: ультрафиолетового облучения; нагревания при температуре 80 °С; попеременного замораживания и оттаивания» [40, c.55].
Циклические воздействия на кровлю замораживания и оттаивания характерны в осенне-зимний и зимне-весенний периоды года. Известно, что для II климатического района (Республика Марий Эл) количество переходов в год через 0 °С составляет 6 и 120 циклов замораживания и оттаивания. Морозостойкость резиновой гибкой черепицы оценивалась по ГОСТ 2678–94 по ускоренной методике. «Через 60 и 120 циклов замораживания и оттаивания, что соответствует условно одному и двум годам эксплуатации кровельного материала в натурных условиях, образцы подвергались испытаниям на разрыв.
Испытания проводились на образцах резинополимера размером 100-50-4 мм, один из которых являлся контрольным, не подлежащим испытанию. Перед испытанием на морозостойкость образцы насыщали водой при температуре (18±2) °С, при этом образцы были со всех сторон окружены слоем толщиной не менее 20 мм 30 % соляного раствора. Водонасыщение образцов покрытий проводилось в течение 8 часов.
Затем образцы обтирали и взвешивали, загружали в морозильную камеру при температуре минус (20±2) °С, устанавливая на полки стеллажей таким образом, чтобы расстояние между образцами было не менее 50-60 мм. Продолжительность одного цикла замораживания составляла 4 часа. Затем образцы покрытий в течение 4 часов оттаивали в ванне с 30 % соляным раствором при температуре (18±2) °С. Восемь циклов замораживания и оттаивания по ускоренной методике соответствует циклам стандартной методики.
Через промежутки, равные 30, 60, 120 и 200 циклам воздействия попеременного замораживания и оттаивания, 3 образца выдерживались в течение суток при температуре 20 °С, затем производился визуальный осмотр степени повреждения образцов покрытий, фиксировались появившиеся дефекты» [66, c.93]. После визуального осмотра образцов покрытий делались заключения о степени их повреждений. Затем образцы кровельного материала обтирались, взвешивались, определялось их относительное удлинение при разрыве. По результатам испытаний оценивалось изменение деформативных свойств кровельного материала в зависимости от воздействия циклического замораживания и оттаивания.
Значительное снижение деформативности кровли на основе резинополимера отмечено после 40–60 циклов воздействия. В дальнейшем снижение деформативности замедляется и после 120 циклов воздействие практически прекращается.
Теплостойкость кровельного материала определяли в соответствии с ГОСТ 2678–94. Методика испытания заключалась в следующем. Испытания проводились на 19 образцах размерами 100-100-4 мм, из которых один являлся контрольным, не подлежащим испытанию. Нагрев сушильного шкафа производился до температуры 85 °С.
Образцы покрытий подвешивались в вертикальном положении на расстоянии 50 мм от стенок шкафа (расстояние между образцами 100 мм), производилась выдержка в течение 7, 14, 28 часов при заданной температуре, что составляло соответственно 168, 336 и 672 часа и условно соответствовало 0,5, 1 и 2 годам продолжительности нагрева в естественных условиях.
Затем образцы кровельного материала извлекали из шкафа, охлаждали и визуально осматривали. Если на образцах отсутствовали видимые дефекты, определялась их деформативность.
Как показали исследования, тепловое воздействие оказывает незначительное влияние на снижение деформативности кровли. Наиболее резкое (93,9 %) снижение деформативности кровельного материала при воздействии нагрева отмечено по истечении 3 месяцев. В дальнейшем снижение деформативности резинополимера замедляется и носит практически линейный характер.
При определении воздействия ультрафиолетовых лучей образцы кровельного материала на основе резинополимера помещались в короб, оборудованный ртутно-кварцевой лампой типа ПРК-2М мощностью 375 Вт. Испытание проводились на образцах размерами 100-50-4 мм, количество которых составляло 19, один из образцов являлся контрольным, не подлежащим испытанию. Образцы выдерживались при заданной температуре в течение 28, 56 и 96 суток, что условно соответствовало 0,5, 1 и 2 годам продолжительности ультрафиолетового облучения в естественных условиях. После ускоренного воздействия определялась величина относительного удлинения при разрыве.
Анализ результатов показал, что «наиболее значительное снижение деформативности кровли на основе резиновой крошки происходит в течение первых шести месяцев (30 циклов) воздействия. Значительное снижение деформативности кровельного материала на основе резиновой крошки от воздействия климатических факторов наблюдалось в первые 7-8 месяцев эксплуатации материала, что обусловлено процессами старения полиуретанового связующего» [22, c.45].
Ниже приведены эксплуатационные показатели кровельной черепицы, изготовленной на основе резиновой крошки.
Гибкость кровельного материала определялась в соответствии с ГОСТ 2678–94 путем сгибания трех образцов кровельного материала размерами 100-50-10 мм при температуре 20 °С. Образцы сгибались вокруг бруса лицевой стороной наверх, плотно прижимались к нему и выдерживались в таком состоянии в течение 30 секунд, после чего визуально проверялось наличие трещин и изломов. Результаты испытания кровельного материала на гибкость свидетельствуют об отсутствии на поверхности испытываемых образцов трещин и изломов.
Водонепроницаемость кровельного материала определялась в соответствии с национальным стандартом РФ ГОСТ Р ЕН 1928–2009 «Материалы кровельные и гидроизоляционные гибкие битумосодержащие и полимерные (термопластичные и эластомерные)». Методика определения водонепроницаемости заключалась в следующем. Образцы кровельного материала размерами 150-150-4 мм герметично крепили к основанию трубы диаметром 100 мм, образуя, таким образом, цилиндр.
«Вся конструкция устанавливалась на сетку с диаметром ячейки 0,38 см, между сеткой и образцом кровельного материала помещалась фильтровальная бумага. В цилиндр заливалась вода, высота уровня которой составляла 30 см от основания цилиндра, что соответствовало давлению 0,3 МПа. Через каждые 24 ч проверялось наличие мокрого пятна на фильтровальной бумаге. При появлении признаков воды испытания прекращались» [13, c.50].
«Установлено, что после 96 часов воздействия водяного столба признаков воды на фильтровальной бумаге не обнаружено. Согласно ГОСТ на фильтровальной бумаге не должно появиться влаги в течение 72 часов воздействия водяного столба. Таким образом, водонепроницаемость кровельной черепицы соответствует требованиям ГОСТ.
Водопоглощение резиновой гибкой черепицы по массе составило 1,2 %, что соответствует требованиям ГОСТ 10923–93. Согласно ГОСТ водопоглощение должно быть не более 2 %. Образцы покрытия взвешивались в состоянии естественной влажности на весах с точностью до 0,1 грамма, затем укладывались на решетку в сосуд с водой при температуре (20±5) °С.
Уровень воды превышал верх образца не менее чем на 5 см, время насыщения составляло 48 часов» [76, c.44].
Физико-механические характеристики кровельной черепицы представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Физико-механические характеристики кровельной черепицы
№ п/п | Наименование показателей | Ед. изм. | Показатели |
1 | Плотность, не менее | кг/м3 | 1190 |
2 | Прочность при разрыве, не менее | МПа | 3,6 |
3 | Водопоглощение, не более | % | 1,2 |
4 | Водонепроницаемость в течение 72 ч, не менее | МПа | 0,3 |
5 | Гибкость | – | Отсутствуют трещины и изломы |
6 | Теплостойкость, не менее | °С | 80 |
7 | Морозостойкость, не менее | цикл | 250 |
Полученные новые показатели физико-механических и эксплуатационных свойств резиновой гибкой черепицы обусловили эффективность применения отечественного кровельного материала с использованием отходов в ИП Дерышева О.Г.
3.2. Производственный план реализации проекта
«Разработанная технологическая линия представляет собой комплект автономных полуавтоматических агрегатов, расположенных в технологической последовательности, с использованием основного, транспортного и вспомогательного оборудования. Технологический процесс получения резиновой гибкой черепицы состоит из следующих технологических модулей: смесительного модуля (модуль подготовки сырьевой смеси); подготовки и подачи связующего; нанесения гранулярного покрытия; прессования; термообработки и сушки» [39, c.112].
На рисунке 17 представлена технологической схема изготовления резиновой кровельной черепицы.
Обозначения на рисунке:1 – дозатор сырьевой смеси; 2 – смеситель; 3 – пульт управления миксерами; 4 – рама для крепления системы миксеров; 5 – сито для просеивания декоративного материала; 6 – бункер декоративного материала; 7 – система рассыпки декоративного слоя; 8 – пресс-формы; 9 – виброконвейер; 10 – пульт управления бункером; 11 – крепежный элемент; 12 – тележка-рама; 13 – деревянные кассеты; 14 – рама пресса; 15 – распределитель нагрузки; 16 – пресс гидравлический; 17 – вентканал термокамеры; 18 – редуктор вытяжки термокамеры; 19 – вход в термокамеру; 20 – термокамера; 21 – пульт управления технологическими режимами в термокамере.
Рисунок 17 - Технологическая линия по производству резиновой кровельной черепицы
Сырье (резиновая крошка) должно отвечать требуемым показателям по гранулометрическому составу и морфологии поверхности. Технологический процесс получения кровельной черепицы заключается в следующем. «Подготовленная по заданной рецептуре литьевая смесь перемешивается в системе миксеров 2 с дозаторами 1, состоящей из трех смесителей. Конструктивно смеситель представляет собой закрепленную на раме 4 цилиндрическую емкость 2, к раме 4 прикреплена пластина, на которой установлен червячный мотор-редуктор. Выходной вал редуктора проходит через ступицу по оси цилиндра внутрь емкости, на конце вала закреплены перемешивающие лопасти смесителя, устроенные таким образом, что на них не налипает смесь за счет использования на каждой лопасти по два прутка диаметром 6 мм, которые расположены вертикально» [59, c.82].
«Включать смеситель необходимо до засыпки в емкость сырьевой смеси, разгрузка ведется автоматически, с помощью весового дозатора 1. Система смесителей обеспечивает соблюдения рецептурных факторов при производстве различных видов продукции. Из миксеров с помощью дозаторов 1 смесь подается в пресс-формы 8».
«Заполненные сырьевой смесью пресс-формы 8 по виброконвейеру 9 подаются в зону напыления декоративного слоя. Процесс напыления можно выполнять двумя способами: ручным и автоматическим. При ручном способе взвешенный декоративный материал наносится на поверхность равномерным слоем с одновременным разглаживанием. При автоматическом – используется бункер 6 с дозатором 7, с помощью которого равномерно наносится декоративный слой. Конструкция бункера представляет собой закрепленную на раме 4 цилиндрическую емкость 6 с люком для заполнения материалом 5 и выходным отверстием 7, на котором установлено требуемое сито» [16, c.77].
«При производстве кровельного материала рассев производится только на слой меньшей толщины (половина заполненной площади пресс-формы). Бункер с помощью дозатора поступательным движением, которое осуществляется в автоматическом режиме со скоростью 0,2 м/с, рассеивает заданное количество отделочного материала. На всех этапах производства задействованы металлические пресс-формы 8, выполненные из стального листа толщиной 2 мм, различной конфигурации».
«Далее пресс-формы ручным способом укладываются в специальные кассеты 13, изготовленные из дерева (фанера) и имеющие технологические отверстия необходимого размера. Пресс-формы накрываются специальными крышками различного сечения, выполненными из дерева. На крышках с одной стороны устроены пластины из металла или фторопласта.
Кассеты с пресс-формами закладываются в специальные тележки-рамы 12, изготовленные из металлических, сваренных между собой труб прямоугольного сечения. С двух торцевых сторон устанавливаются крепежные элементы-замки 11, предназначенные для фиксации кассет после снятия нагрузки пресса.
На кассеты с сырьевой смесью, установленные в тележках-рамах 12, с помощью пресса 16 мощностью 8 кВт подается равномерно распределенная нагрузка» [57, c.90].
«Для прессования используется обычная рама, в которую устанавливается тележка 14. После достижения прессом заданного давления кассеты в рамной тележке фиксируются замками 11, нагрузка снимается, и тележка выкатывается из-под пресса.
Далее тележка перемещается в термокамеру 20, состоящую из шести отсеков, отделенных друг от друга. На каждые два отсека предусмотрен отдельный нагревательный элемент мощностью до 6 кВт, что позволяет сохранить постоянную заданную технологией температуру. С помощью пульта управления температурными режимами камеры 21 устанавливается технологический режим прогрева. Для выравнивания температуры по объему термокамера оснащена вентилятором циркуляции воздуха 18. После выдержки сырьевой смеси в термокамере тележки-рамы расформовываются, продукция складируется для остаточной полимеризации на стеллажах».
«Преимуществами технологической линии являются малая трудоемкость, высокая производительность, достигающая 200 м2 продукции в сутки, низкая энергопотребляемость (до 20 кВт-ч)» [39, c.113].
Технико-экономическая эффективность предлагаемых ресурсосберегающих строительных материалов обусловлена использованием в качестве сырьевого ресурса техногенных отходов.
В таблице 8 приведена усредненная стоимость материалов по данным различных поставщиков и производителей. Технико-экономическое обоснование производства гибкой черепицы на основе резиновой крошки. Аналогично оценивалась эффективность производства отечественной гибкой черепицы.
Таблица 8 - Стоимость сырьевых материалов для производства кровельного покрытия
Наименование сырья | Ед. изм. | Стоимость, руб. | Расход сырьевых компонентов на 1 м2 кровельного покрытия, кг | Стоимость сырья по сравниваемым варианитам, руб. /м2 | ||
При наличие собственного оборудова- ния КПШ-1 | При закупке крошки | При наличии собственного оборудова- ния КПШ-1 | При закупк е крошки | |||
Резиновая крошка различной фракции | т | 11,3 | 21 | 4,56 | 51,52 | 95,76 |
Полиуретано- вое связующее | т | 115,3 | 115,3 | 0,461 | 53,15 | 53,15 |
Минеральный краситель | т | 174,5 | 174,5 | 0,046 | 8,03 | 8,03 |
Потребление энергии | кВт.ч | 5 | 5 | 0,39 | 1,95 | 1,95 |
ИТОГО: | 114,65 | 158,89 |
Очевидно, что «производство отечественной гибкой черепицы с использованием в качестве основного сырьевого компонента резиновой крошки- продукта переработки изношенных шин, обеспечивает получение продукции с высокой добавленной стоимостью, что позволяет говорить о высокой рентабельности технологии, позволяющей переработчикам активизироваться в области разработки системы по сбору и утилизации изношенных автошин» [80, c.89].
«Прогнозирование продаж является начальной точкой финансовых расчетов в бизнес-плане. Это чрезвычайно важный момент, поэтому здесь следует обратить внимание на реалистичность оценок. Возможный объем продаж продукции предприятия оценить довольно сложно, поскольку эта величина зависит от многих переменных (периода выпуска продукции, границы цен, затрат на рекламу и продвижение товара на рынок, коммерческого успеха и многих других факторов, контролируемых и не контролируемых предприятием)».
«Для составления прогноза объема продаж используются материалы предыдущих разделов бизнес-плана. Необходимо определить рыночный спрос на продукцию, емкость рынка, потенциальную емкость рынка и потенциальный объем продаж на каждом целевом рынке. Данная информация позволяет прогнозировать реальный объем продаж предприятия. При составлении прогноза объема продаж рекомендуется отразить следующие основные моменты» [48, c.90]:
«1. Объем продаж по периодам, обычно на календарный год с разбивкой по месяцам или кварталам, на последующие три года или пять лет и т. п. Чем больше период прогноза, тем труднее его сделать с необходимой точностью. Полезным оказываются множественные прогнозы объемов продаж, когда даются консервативные, средние, то есть наиболее вероятные, и оптимистические прогнозы. Все они должны выглядеть рациональными, иначе может быть поставлена под сомнение обоснованность самого бизнес-плана.
2. Объемы продаж по видам продукции. Если предполагается производить несколько видов продукции, то следует показать объемы продаж по каждому наименованию в отдельности. Такое разложение на составляющие полезно, когда требуется отразить сравнительную важность каждого продукта предприятия.
3. Объемы продаж по группам потребителей. Если в бизнес-плане представлены контракты или письма о намерениях, тогда прогноз сбыта вызовет больше доверия.
4. Доля рынка, то есть процент от общего объема продаж на рынке, который предприятие предполагает обеспечить для себя. После тщательного установления соответствующего рынка и уровня конкуренции на нем такое измерение становится важным» [60, c.54].
«Прогноз объемов продаж рекомендуется представить в виде таблиц и графиков, в которых обязательно должны быть отражены следующие данные: объем продаж в натуральном выражении; стоимость продаж; продажные цены собственной продукции и продукции конкурентов». Прогноз объемов продаж в натуральных единицах представлен в таблице 9.
Таблица 9 - Прогноз объемов продаж
Наименование продукта (работы, услуги) | Плановый период | ||
2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | |
1. Объем реализации, кв.м. | 40000 | 40000 | 40000 |
2. Цена реализации 1 кв.м., руб. | 550,0 | 572,0 | 594,9 |
3. Выручка от реализации, тыс. руб. | 22000 | 22880 | 23795 |
Исходя из имеющейся у ИП Дерышева О.Г. в г. Йошкар-Оле информации, после внедрения новой технологии с учетом роста производительности труда, годовой объем монтажа резиновой кровельной черепицы составит 40000 м2. Рост цены 1 кв.м. в 2021-2022 гг. связан с инфляционными ожиданиями, которые по прогнозу Минэкономразвития составят 4% ежегодно.
3.3. Финансовый план реализации проекта
Инвестиционные затраты в основной капитал отсутствуют, так как основной материал - резиновая кровельная черепица, будет закупаться непосредственно у производителя, а все оборудование для монтажа имеется в наличии. Инвестиционные затраты в оборотный капитал составляют 893 тыс. руб., в эту стоимость входит закупка запаса резиновой кровельной черепицы и вспомогательных материалов для ее монтажа. Расчет себестоимости всего объема продаж представлен в таблице 10.
Таблица 10 - Расчет себестоимости всего объема продаж, тыс. руб.
Наименование статей калькуляции | Плановый период | ||
2020г. | 2021г. | 2022г. | |
Себестоимость, в том числе | 19458 | 20236 | 21045 |
1. Материальные затраты (сырье основные материалы, топливо и энергия на технологические цели), в прямом исчислении | 10720 | 11149 | 11595 |
2. Затраты на оплату труда (также в прямом исчислении) | 2436 | 2533 | 2635 |
3. Прочие прямые затраты | 473 | ||
4. Амортизация | 72 | ||
5. Затраты по управлению производством, (косвенные) | 5782 | 6013 | 6253 |
Рост себестоимости также связан с инфляционными ожиданиями, которые приняты в размере 4% в 2021-2022 гг. Данные о работниках и размере зарплаты приведены в таблице 12.
Таблица 12 - Расчет фонда заработной платы (ФЗП), руб.
Должность | Количе-ство | Зарплата за месяц | ФЗП за месяц (без налогов) | ФЗП за месяц с налогами (+30%) | ФЗП годовой с налогами |
Заработная плата АУП: | 219000 | 284700 | 3416400 | ||
Заместитель директора | 1 | 100000 | 100000 | 130000 | 1560000 |
Сметчик-расчетчик | 1 | 24000 | 24000 | 31200 | 374400 |
Менеджер-приемщик | 2 | 18000 | 36000 | 46800 | 561600 |
Бухгалтер | 1 | 30000 | 30000 | 39000 | 468000 |
Инженер по качеству | 1 | 29000 | 29000 | 37700 | 452400 |
Заработная плата рабочего персонала | 156150 | 202995 | 2435940 | ||
Монтажник резиновой кровельной черепицы | 5 | 25200 | 126000 | 163800 | 1965600 |
Прораб | 1 | 30150 | 30150 | 39195 | 470340 |
ИТОГО фонд зарплаты | 375150 | 487695 | 5852340 |
Таким образом, общий фонд заработной платы с отчислениями за месяц составит 487695 руб. в месяц или 5852340 руб. в год. При этом ФЗП АУП, который включают в косвенные затраты составит 3416400 руб. в год, а ФЗП рабочего персонала, включаемый в прямые затрат - 2435940 руб. в год.
Отчет о финансовых результатах проекта представлен в таблице 13.
Таблица 13 - Отчет о финансовых результатах, тыс. руб.
Наименование показателя | 2020 год | |||
1 квартал | 2 квартал | 3 квартал | 4 квартал | |
1. Выручка от реализации продукции | 5500 | 5500 | 5500 | 5500 |
2. Полная себестоимость реализованной продукции | 4864 | 4864 | 4864 | 4864 |
3. Прибыль от реализации продукции | 636 | 636 | 636 | 636 |
4. Проценты к уплате | 27 | 25 | 23 | 21 |
5. Прибыль до налогообложения | 608 | 610 | 612 | 615 |
6. Налог на прибыль | 122 | 122 | 122 | 123 |
7. Чистая прибыль | 487 | 488 | 490 | 492 |
Наименование показателя | 2021 год | |||
1 квартал | 2 квартал | 3 квартал | 4 квартал | |
1. Выручка от реализации продукции | 5720 | 5720 | 5720 | 5720 |
2. Полная себестоимость реализованной продукции | 5059 | 5059 | 5059 | 5059 |
3. Прибыль от реализации продукции | 661 | 661 | 661 | 661 |
4. Проценты к уплате | 18 | 16 | 14 | 11 |
5. Прибыль до налогообложения | 643 | 645 | 647 | 650 |
6. Налог на прибыль | 129 | 129 | 129 | 130 |
7. Чистая прибыль | 514 | 516 | 518 | 520 |
2022 год | ||||
1 квартал | 2 квартал | 3 квартал | 4 квартал | |
1. Выручка от реализации продукции | 5949 | 5949 | 5949 | 5949 |
2. Полная себестоимость реализованной продукции | 5261 | 5261 | 5261 | 5261 |
3. Прибыль от реализации продукции | 687 | 687 | 687 | 687 |
4. Проценты к уплате | 9 | 6 | 4 | 2 |
5. Прибыль до налогообложения | 679 | 681 | 683 | 686 |
6. Налог на прибыль | 136 | 136 | 137 | 137 |
7. Чистая прибыль | 543 | 545 | 547 | 549 |
К притокам денежного потока от инвестиционной деятельности относят доходы от выбывающих активов (в данном случае отсутствуют), к оттокам - затраты по созданию и вводу в эксплуатацию новых основных средств и изменение оборотного капитала. К оттокам относятся издержки, связанные с производством и реализацией продукции, налоги. Для начала производства потребуются инвестиций в оборотные средства на оплату месячного запаса сырья и материалов. Источником данные средств выступит банковский кредит у Марийского филиала ПАО «Сбербанк» под 12,75% годовых. Денежные потоки проекта представлены в таблице 14.
Таблица 14 - Денежные потоки проекта, тыс. руб.
Показатель | до начала производства | 1 квартал 2020г. | 2 квартал 2020г. | 3 квартал 2020г. | 4 квартал 2020г. | 2021г. | 2022г. |
1. Поступило денежных средств - всего | 893 | 5500 | 5500 | 5500 | 5500 | 22880 | 23795 |
- выручка от реализации продукции | 0 | 5500 | 5500 | 5500 | 5500 | 22880 | 23795 |
- полученные авансы | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- кредиты и займы | 893 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- акционерный капитал | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2. Направлено денежных средств - всего | 893 | 5088 | 5086 | 5084 | 5083 | 21109 | 21910 |
а) Инвестиции - всего | 893 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- инвестиции в основной капитал | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- инвестиции в оборотный капитал | 893 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
б) Производственные издержки - всего | 0 | 4864 | 4864 | 4864 | 4864 | 20236 | 21045 |
- на оплату товаров, сырья, материалов, работ | 0 | 2680 | 2680 | 2680 | 2680 | 11149 | 11595 |
- на оплату труда | 0 | 609 | 609 | 609 | 609 | 2533 | 2635 |
- отчисления на социальные нужды | 0 | 130 | 130 | 130 | 130 | 541 | 562 |
- прочие затраты | 0 | 1445 | 1445 | 1445 | 1445 | 6013 | 6253 |
в) Погашение кредита и процентов | 0 | 102 | 100 | 98 | 95 | 356 | 318 |
- в покрытие кредита | 0 | 74 | 74 | 74 | 74 | 298 | 298 |
- в покрытие процентов по кредиту | 0 | 27 | 25 | 23 | 21 | 58 | 20 |
г) Налоги и прочие бюджетные платежи | 0 | 122 | 122 | 122 | 123 | 517 | 546 |
3. Сальдо денежных средств | 0 | 412 | 414 | 416 | 417 | 1771 | 1886 |
4. Сальдо денежных средств нарастающим итогом | 0 | 412 | 826 | 1242 | 1659 | 2536 | 4422 |
Сальдо денежных средств нарастающим итогом на конец проекта составит 4422 тыс. руб., следовательно проект можно признать выгодным. Однако необходимо подтвердить его эффективность с помощью расчета чистого дисконтированного дохода и других показателей эффективности.
Далее проведем обоснование ставки дисконтирования методом средневзвешенной стоимости капитала (WACC). Расчет ставки дисконтирования с помощью модели WACC (средневзвешенной стоимости капитала) определяется по следующей формуле:
WACC = (1 - T) ⋅ wd ⋅ rd + wE ⋅ wE , (1)
где WACC – стоимость заемного капитала; T – ставка налога на прибыль; wd, wE – доля заемного и собственного капитала соответственно; rd, rE – стоимость заемного и собственного капитала соответственно.
Расчет WACC проекта представлен в таблице 15.
Таблица 15 - Расчет WACC
Показатель | Значение |
налог на прибыль | 0,200 |
доля заемного капитала | 1,000 |
доля собственного капитала | 0,000 |
стоимость заемного капитала | 0,1275 |
стоимость собственного капитала | 0,083 |
WACC = ставка дисконтирования | 0,102 |
Рассчитаем коэффициент дисконтирования (Кд) по формуле:
Кд = 1/(1+r)n, (2)
где r – ставка дисконтирования (0,102); n – номер года.
Тогда: для первого года: Кд = 1/(1+ 0,102)1=0,907, для второго года: Кд = 1/(1+ 0,102)2=0,823, для третьего года: Кд = 1/(1+ 0,102)3=0,747.
Чистый дисконтированный доход (ЧДД) или чистая приведенная стоимость (NPV) представлен в таблице 16. NPV = 3304 руб. > 0, то есть проект можно принимать, однако следует еще проверить индекс доходности. Индекс доходности простой (ИДпр) представляет собой отношение суммы эффектов к величине капиталовложений и рассчитывается по формуле: ИДпр = (1/КВ) * ЧД = (1/893) * 4422 = 4,95.
Таблица 16 - Расчет NPV, тыс. руб.
Показатель | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. |
Сальдо денежных средств | 1659 | 1771 | 1886 |
Накопленное сальдо денежных средств (ЧД) | 766 | 2536 | 4422 |
Коэффициент дисконтирования (Кд) | 0,907 | 0,823 | 0,747 |
1505 | 1458 | 1409 | |
Накопленное дисконтированное сальдо (NPV) | 695 | 2089 | 3304 |
Индекс доходности дисконтированных инвестиций (ИДД) представляет собой отношение суммы дисконтированных элементов денежного потока от операционной деятельности к абсолютной величине дисконтированной суммы элементов денежного потока от инвестиционной деятельности: ИДД=((1/КВ)*NPV) + 1 = (1/893) * 3304 + 1 = 4,7.
Возмещение первоначальных расходов произойдет в течение второго года реализации проекта. Если предположить что приток денежных средств поступает равномерно в течение всего периода, то срок окупаемости равен: 2 - (2536 - 893) / 1771 = 1,07 года.
Показатели эффективности проекта представлены в таблице 17.
Таблица 17 - Показатели эффективности проекта
Наименование показателя | Значение показателя |
1.Чистый доход (ЧД), тыс. руб. | 4422 |
2. Чистая приведенная стоимость (NPV) , тыс. руб. | 3304 |
3. Индекс доходности простой (ИДпр) | 4,95 |
4. Индекс доходности дисконтированных инвестиций (ИДД) | 4,70 |
5. Срок окупаемости проекта, лет | 1,07 |
Показатели эффективности инвестиционного проекта высокие. Проект рекомендуется к осуществлению в ИП Дерышева О.Г., что позволит расширить дополнительную деятельность по реализации продукции и услуг организации и увеличить ее прибыль. В условиях рыночной экономики финансирование предприятия неизбежно связано с риском, вызванным как неопределенностью будущих условий работы, так и возможными ошибочными решениями, предпринимаемыми руководителем предприятия.
В таблице 18 представим график платежей по кредиту.
Таблица 18 - График платежей по кредиту
Дата | Основной платеж | Проценты | Итого к оплате | Остаток |
01.01.2020 | 24814,81 | 9673,70 | 34488,51 | 868518,52 |
01.02.2020 | 24814,81 | 8494,82 | 33309,64 | 843703,70 |
01.03.2020 | 24814,81 | 9136,27 | 33951,09 | 818888,89 |
01.04.2020 | 24814,81 | 8581,51 | 33396,32 | 794074,07 |
01.05.2020 | 24814,81 | 8598,84 | 33413,66 | 769259,26 |
01.06.2020 | 24814,81 | 8061,42 | 32876,23 | 744444,44 |
01.07.2020 | 24814,81 | 8061,42 | 32876,23 | 719629,63 |
01.08.2020 | 24814,81 | 7792,70 | 32607,52 | 694814,81 |
01.09.2020 | 24814,81 | 7281,28 | 32096,09 | 670000,00 |
01.10.2020 | 24814,81 | 7255,27 | 32070,09 | 645185,19 |
01.11.2020 | 24814,81 | 6761,19 | 31576,00 | 620370,37 |
01.12.2020 | 24814,81 | 6717,85 | 31532,66 | 595555,56 |
01.01.2021 | 24814,81 | 6431,51 | 31246,33 | 570740,74 |
01.02.2021 | 24814,81 | 5765,88 | 30580,70 | 545925,93 |
01.03.2021 | 24814,81 | 5895,55 | 30710,37 | 521111,11 |
01.04.2021 | 24814,81 | 5446,04 | 30260,85 | 496296,30 |
01.05.2021 | 24814,81 | 5359,59 | 30174,41 | 471481,48 |
01.06.2021 | 24814,81 | 4927,37 | 29742,18 | 446666,67 |
01.07.2021 | 24814,81 | 4823,63 | 29638,45 | 421851,85 |
01.08.2021 | 24814,81 | 4555,65 | 29370,47 | 397037,04 |
01.09.2021 | 24814,81 | 4149,36 | 28964,18 | 372222,22 |
01.10.2021 | 24814,81 | 4019,69 | 28834,51 | 347407,41 |
01.11.2021 | 24814,81 | 3630,69 | 28445,51 | 322592,59 |
01.12.2021 | 24814,81 | 3483,74 | 28298,55 | 297777,78 |
01.01.2022 | 24814,81 | 3224,57 | 28039,38 | 272962,96 |
01.02.2022 | 24814,81 | 2669,80 | 27484,62 | 248148,15 |
01.03.2022 | 24814,81 | 2687,14 | 27501,95 | 223333,33 |
01.04.2022 | 24814,81 | 2340,41 | 27155,23 | 198518,52 |
01.05.2022 | 24814,81 | 2149,71 | 26964,53 | 173703,70 |
01.06.2022 | 24814,81 | 1820,32 | 26635,13 | 148888,89 |
01.07.2022 | 24814,81 | 1612,28 | 26427,10 | 124074,07 |
01.08.2022 | 24814,81 | 1343,57 | 26158,38 | 99259,26 |
01.09.2022 | 24814,81 | 1040,18 | 25855,00 | 74444,44 |
01.10.2022 | 24814,81 | 806,14 | 25620,96 | 49629,63 |
01.11.2022 | 24814,81 | 520,09 | 25334,91 | 24814,81 |
01.12.2022 | 24814,81 | 268,71 | 25083,53 | 0,00 |
Итого | 893333,33 | 175387,92 | 1068721,25 |
Рассмотрим источники финансирования данного бизнес-плана. В ходе потребности в основном и оборотном капитале определено, что необходимы инвестиции в размере 893,33 тыс. руб. Данную сумму предприятие планирует финансировать из заемных средств. Инвестиционный кредит предоставляется фирме Марийским филиалом Сбербанка сроком на 3 года под 12,75% годовых с уплатой основного долга равномерно ежемесячно и процентов на остаток основного долга ежемесячно на протяжении срока проекта. Согласно таблице экспертных оценок (таблица 19) выявлены риски, которые могут оказать влияние на конечный результат плана.
Таблица 19 - Анализ риска
Показатели | Эксперт | Средняя оценка | Приоритеты | Вес риска | Вероятность риска | ||
1 | 2 | 3 | |||||
I финансово-экономическая неустойчивость | |||||||
1 Появление конкурентов | 25 | 50 | 25 | 33 | 3 | 0,1 | 3,3 |
2 Снижение цен конкурентами | 25 | 25 | 50 | 33 | 3 | 0,1 | 3,3 |
3 Увеличение производства у конкурентов | 50 | 50 | 50 | 50 | 3 | 0,1 | 5 |
4 Неплатежеспособность потребителей | 50 | 75 | 75 | 67 | 1 | 0,2 | 13,4 |
5 Рост цен на сырье | 75 | 50 | 75 | 67 | 2 | 0,2 | 13,4 |
6 Зависимость от поставщиков | 50 | 25 | 25 | 33 | 2 | 0,2 | 6,6 |
7 Недостаток оборотных средств | 50 | 25 | 50 | 42 | 2 | 0,1 | 4,2 |
Итого по I группе | 1 | 49,2 | |||||
II Социальные риски | |||||||
1 Трудности с набором рабочей силы | 25 | 25 | 25 | 25 | 3 | 0,25 | 6,25 |
2 Отношение местных властей | 50 | 50 | 25 | 42 | 3 | 0,25 | 10,5 |
3 Квалификация кадров | 25 | 25 | 50 | 33 | 3 | 0,25 | 8,25 |
4 Недостаточный уровень зарплаты | 50 | 75 | 50 | 58 | 1 | 0,25 | 14,5 |
Итого по II группе | 1 | 39,5 | |||||
III Техническая нестабильность | |||||||
1. Качество материалов | 25 | 50 | 50 | 42 | 2 | 0,5 | 21 |
2. Новизна технологии | 25 | 25 | 75 | 42 | 3 | 0,1 | 4,2 |
3. Недостаточная надежность технологии | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 0,3 | 0 |
4. Отсутствие резерва мощности | 25 | 50 | 25 | 33 | 3 | 0,1 | 3,3 |
Итого по III группе | 1 | 28,5 | |||||
IV Экономические риски | |||||||
1 Вероятность выбора | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 10,5 | 0 |
2 Вероятность производства | 25 | 0 | 25 | 17 | 3 | 10,5 | 8,5 |
Итого по IV группе | 8,5 | ||||||
Всего | 122,9 |
Производственные риски оцениваются как низкие, так как ИП Дерышева О.Г. имеет большой опыт в сфере монтажа кровли. Административные риски можно оценить как низкие. В целом уровень риска приемлемый для участия инвестора в проекте. Остальные риски, как таковые, не достаточно актуальны, за исключением роста налогов, и поэтому особой опасности для организации данного вида деятельности не представляют.
Частные домовладельцы при покупке строительных материалов пока предпочитают принимать во внимание иные критерии. Не подвергается сомнению тот факт, что резиновая черепица обладает уникальными прочностными качествами. Она лидирует среди кровельных материалов по способности противостоять физическим и механическим воздействиям, в том числе ударного характера.
Термоустойчивость. Материал сохраняет свойства даже при эксплуатации в условиях аномально низких и высоких температур.
Технологичность. Благодаря гибкости и эластичности, свободно монтируется даже в труднодоступных и сложных по конструкции местах, которых на крыше много.
Легкость. Не оказывает сильного воздействия на общую конструкцию здания. Закрепляется с помощью клея, гвоздей или шурупов. При использовании металлических крепежей плотно обволакивает их. Поэтому отпадает необходимость специальной обработки отверстий от проникновения влаги.
Производство мягкой кровли в России переживает подъём - возможность приобрести по доступной цене сверхнадежное кровельное покрытие привлекает покупателей. Производители гибкой черепицы наращивают объёмы её выпуска. Многообразие кровельных материалов дает возможность выбрать правильный вариант, который подойдет для крыши дома по многим параметрам. По итогам исследования можно сделать вывод, что эволюция развития кровельных материалов как и любой процесс шла от более простого к более сложному и надежному:
1. Рубероид на основе картона.
2.. Наплавляемый рубероид. Отличается он от обычного тем, что нижний битумный слой более толстый. Именно его разогревают для того, чтобы он стал клейким.
3. Стеклорубероид. Как уже говорилось выше, в его основе лежат стеклохолст, стеклоткань или полиэстер. Монтаж рулонной кровли этого типа проводится или горячим способом, то есть по технологии наплавления, или холодным – приклеивание с помощью битумной мастики или применение механических крепежных изделий.
4. Мембраны. Это самый современный вариант рулонных кровель. В его основе лежит стеклоткань. При этом сам материал является самоклеящимся. То есть нижний клеевой слой закрыт полимерной пленкой, которую перед монтажом удаляют.
Объектом исследования является ИП Дерышева О.Г. Предприятию необходимо применять новые инновационные технологии для снижения себестоимости производства и увеличения выручки и, как следствия, прибыли и рентабельности. ИП Дерышева О.Г.конкурировать в таких условиях приходится за счёт высокого качества выпускаемой продукции и постоянной работы над расширением ассортимента, модельного ряда, а также разработкой новых цветовых решений и форм.
Развитие новых строительных технологий не стоит на месте, регулярно представляются новинки. Одной из таких разработок является технология изготовления кровельных материалов из отслуживших шин (резиновая черепица). Редкостная технология материалов для кровли синтетического происхождения. Состав этой марки черепицы на 75% складывается из продуктов переработки старой резины. Предложенная серия материалов может использоваться при ремонте существующей кровли и при новом строительстве.
Одно из существенных достоинств, разработанной новой кровли, это отсутствие особых затрат времени и средств на монтажные работы. И это еще не все преимущества. Технология кладки кровельной черепицы традиционная, в несколько рядов, не отличается от укладки рубероидной плитки. Плитка характеризуется невысокой массой и ценой. Помимо того, кровельная плитка этой серии характеризуется высокими показателями ударопрочности и стойкости к механическим повреждениям. В процессе многократных тестирований и испытаний, специалисты компании-производителя смогли доказать, что их плитка может выдержать и достаточно существенные физические нагрузки.
Самым распространенным материалом для современной кровли является гибкая битумная черепица. Но индустрия строительных материалов ведет интенсивные исследования по созданию инновационных материалов с уникальными прочностными, технологическими и иными характеристиками. Часто знаковые решения находятся на стыке различных направлений отраслевой и прикладной науки. Резиновая черепица – инновационный материал будущего.
Высокая доступность, разнообразие форм и расцветок, легкость монтажа и высокая надежность делают мягкую черепицу от производителя очень популярной. В числе новых научных достижений последнего десятилетия также выделяется создание резиновой черепицы. Идея её применения в строительстве возникла у представителей резинотехнической промышленности, которые пытаются решить проблему утилизации отходов отрасли. Отработанные автомобильные покрышки наносят серьёзный ущерб экологии. В бытовых условиях их переработка сложна. Первоначально считалось, что уникальные прочностные, водоотталкивающие, термостойкие, антикоррозийные и иные свойства автопокрышек пригодны только для дорожного строительства. Идея задействовать их в качестве кровельного материала возникла недавно и заинтересовала производителей строительных материалов.
Правда выяснилось, что технология производства резиновой черепицы сложна. Процесс – трудоемкий, требует больших капиталовложений. Как такового оборудования для переработки автошин в массовом производстве нет. Существуют уникальные единичные образцы, проходящие адаптацию. Тем не менее производители кровельных покрытий уверены в успехе своего дела. Их привлекает большой запас сырья, который постоянно пополняется. Фактически ресурсы неиссякаемы. Их цена ничтожна мала. Что касается высокой стоимости конечного продукта, то она
обусловлена эксклюзивностью продукта. По завершении экспериментального периода и с началом массового выпуска строительных изделий цены пойдут вниз. Корреляция стоимости будет происходить по рыночным законам. Подготовка сырья включает несколько этапов, в которые входят удаление корда, разрезание оставшегося материала на равные доли.
Полученные компоненты проходят процессы очистки, шлифовки, полировки. Только после этого начинается изготовление из них готового изделия. Штамповкой придается форма черепицы нужных размеров с пазами и выступами. Они необходимы для прочного соединения деталей кровли. Иначе вода будет просачиваться через швы и при замерзании разорвет соединения. На заключительной стадии черепицы обрабатываются древесной или шиферной мукой и подвергаются термической закалке. Экологическая составляющая в популярности резиновой черепицы вряд ли будет иметь определяющее значение.
Резиновая черепица практически не подвергается износу. Эксплуатационный срок оценивается в 100 лет. Обладает исключительными антибактериальными, поглощающими шум свойствами. Хороший теплоизолятор. Выпускается в многообразных цветовых решениях, что повышает дизайнерские, архитектурные и оформительские свойства резиновой черепицы.
Исследования показывают, что переработанные изношенные покрышки являются одним из немногих сырьевых материалов, эксплуатационные качества которого лучше традиционных материалов, используемых на рынке.
Учитывая вышеизложенное, в ИП Дерышева О.Г. рекомендуется запустить по франшизе инновационное производство резиновой кровельной черепицы. Резиновая кровельная черепица отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным кровельным изделиям. К ее преимуществам можно отнести: 1) доступность для потребителя, за счет демократичной цены; 2) широкий ассортимент цветов и моделей (шесть коллекций, 35 цветовых решений); 3) простота монтажа/ремонта; 4) малый вес; 5) экологичность.
Черепица будет изготавливаться в основном из российского вторсырья - использованных автомобильных шин, прошедшего многоступенчатый контроль качества. Мягкая кровля, производители которой проделали большую работу над стандартизацией элементов, считается наиболее простой и лёгкой в монтаже, что повышает скорость и качество ведения работ по её укладке.
К особенностям производства резиновой кровельной черепицы в ИП Дерышева О.Г. можно отнести: 1) высокий уровень автоматизации; 2) гарантированная стабильность качества; 3) использование исключительно высококачественного сырья; 4) возможность быстрой перенастройки оборудования для выпуска новых видов продукции.
Список использованных источников
Нормативно-правовая документация
- Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009 № 384-ФЗ // СПС «КонсультантПлюс»
- Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 № 123-ФЗ // СПС «КонсультантПлюс»
- СНиП II-26–76 «Кровли» // СПС «Гарант»
- СНиП II-25-80 Деревянные конструкции // СПС «Гарант»
- СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 конструкции // СПС «Гарант»
- СНиП III-В.12-69 Кровли, гидроизоляция и пароизоляция. Правила производства и приемки работ. Часть III. (Раздел B) конструкции // СПС «Гарант»
- СНиП 31-06-2009 Общественные здания и сооружения конструкции // СПС «Гарант»
Специальная и научная литература
- Азимбаева А.А., Сазонова С.А. Выбор оптимального кровельного материала в климатических условиях Пермского края // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета // Строительство и архитектура. – 2016. – № 3
- Абрамешин, А.Е. Инновационный менеджмент: Учебник для вузов / А.Е. Абрамешин, Т.П. Воронина, О.П. Молчанова, Е.А. Тихонова, Ю.В. Шленов.- М.: Вита-Пресс, 2018.- 272 с.
- Алетдинова, А. А. Методика формирования инновационного потенциала организации / А. А. Алетдинова // Вопросы инновационной экономики. – 2017. – № 1 (11). – C. 11-23.
- Балацкий, Е. Инновационный сектор промышленности / Балацкий Е., Лапин В. // Экономист.- 2014.- № 1.- C. 72-77.
- Бобович, Б.Б. Полимерные конструкционные материалы / Бобович Б.Б.. М.: Инфра-М, 2014.- 400 с.
- Бовин, А.А. Управление инновациями в организациях/ Бовин А.А., Чередникова Л.Е., Якимович В.А.- М.: Омега-Л, 2018.- 291 с.
- Бондарь, В. А. Анализ долговечности и надежности покрытий зданий и сооружений / В. А. Бондарь, З. П. Рощупкина // Промышленный вестник.- 2014. – № 97. – С. 297–301.
- Вагнер, О.В. Моделирование инновационного потенциала промышленного предприятия: монография / Вагнер О.В., Пестриков С.В.- Самара: Самар. гос. тех. Ун-т, 2017.- 272 с.
- Велетминский, И. «Ангелам» прогресс не нужен / И. Велетминский // Российская Бизнес-газета.- 2018.- № 683.- C. 90-95.
- Виноградов, Н.Н. Современные работы по постройке крыши и настилу кровли / Виноградов Н.Н.- М.: Рипол Классик, 2016.- 320 с.
- Гераськин, М. И. Инновационный менеджмент наукоемких технологий/ М.И. Гераськин, О. А. Кузнецова, Ж. В. Маклюкова. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2016. – 160 с.
- Гилязутдинова, И.В. Организационно-экономические проблемы инновационного развития производственного потенциала предприятия нефтехимического комплекса: монография / Гилязутдинова И.В., Ахметзянова С.С.- Казань: изд-во КГТУ, 2016.- 280 с.
- Голиков, А.А. Совершенствование управления машиностроительным предприятием на основе формирования и использования инновационного потенциала / Голиков А.А., Такашаева О.Г., Кудрявцева И.Ю.- Челябинск: Челяб. госуд. Ун-т, 2014.- 288 c.
- Гольдштейн, Г.Я. Стратегический инновационный менеджмент: тенденции, технологии, практика: монография / Г.Я. Гольдштейн.- Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2016.- 179 c.
- Гринев, В.Ф. Инновационный менеджмент / В.Ф. Гринев.- К.: МАУП, 2017.- 152 с.
- Гунин, В.Н. Управление инновациями: 17-модульная программа для менеджеров / Гунин В.Н., Баранчеев В.П., Устинов В.А., Ляпина С.Ю.- М.: ИНФРА-М., 2016.– 354 с.
- Гусев, А.Д. Эффективные строительные материалы с использованием техногенных отходов: автореф. дис. канд. техн. наук / Гусев А. Д. - Пенза: ПГУАС, 2017. - 20 с.
- Демьянова, В.С. Технико-экономическое обоснование создания строительных материалов с использованием изношенных автомобильных шин / Демьянова В.С., Гусев А. Д., Карпухин Г. А. // Международный научный журнал. - 2014. - № 1. - С. 54–59.
- Добров, Г.М. Научно-технический потенциал: Структура, динамика, эффективность / Добров Г.М., Тонкаль В.Е., Савельев А.А. и др.- Киев: Наукова думка, 2018.- 328 c.
- Друкер, П.Ф. Бизнес и инновации / П.Ф. Друкер. – М.: Вильямс, 2017. – 432 с.
- Жолобов, А.Л. Новый подход в проектировании, устройстве, реконструкции и капитально ремонте кровель / А. Л. Жолобов // Перспективы развития строит. комплекса: материалы IV междунар. науч.-практ. конф. – Астрахань, 2017. – С. 34–38.
- Инновационный менеджмент / под ред. П.Н. Завлина, А.К. Казанцева, Л.Э. Миндели.- СПб.: Наука, 2017.- 294 c.
- Инновационный менеджмент. Учебник / Под ред. С.Д. Ильенковой.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2018.- 253 с.
- Инновационный менеджмент: концепции, многоуровневые стратегии и механизмы инновационного развития / Под ред. В.М. Аньшина, А.А. Дагаева.- М.: Дело, 2016.- 584 с.
- Инновационный менеджмент: справочное пособие / Под ред. П.Н. Завлина.- М., 2017.- 453 с.
- Инновационный менеджмент: учебник / Под ред. С. Д. Ильенковой.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2017.- 335 с.
- Инновационный менеджмент: Учебное пособие / Под ред. Л.Н. Оголевой.- М.: ИНФРА-М, 2014.- 238 с.
- Карпухина, А.А. Анализ подходов к классификации инноваций / А.А. Карпухина.- Тольятти: Изд-во ТГУС, 2017.- 116 с.
- Кисина, А.М. Полимербитумные кровельные и гидроизоляционные материалы / А.М. Кисина.- СПб., 2018.- 133 с.
- Клюев, С.В. Оптимальное проектирование стержневых конструкций / Клюев С.В., Клюев А.В. // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений.- 2014.- №3.- С. 31 – 36.
- Клюев, С.В. Оптимальное проектирование стержневых систем на основе энергетического критерия при силовых и температурных воздействиях с учетом безопасной устойчивости / Клюев С.В., Клюев А.В. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2014. № 1. С. 60 – 63.
- Клюев, С.В. Оптимальное проектирование стержневых систем при силовых и температурных воздействиях с учетом безопасной устойчивости / Клюев С.В., Клюев А.В. // Фундаментальные исследования.- 2014.- № 1.- С. 30 – 31.
- Клюев, С.В. Оптимальное проектирование строительных конструкций на основе эволюционных и генетических алгоритмов: монография / Клюев С.В., Клюев А.В.- М., 2016.- 128 с.
- Ковалев, Г.Д. Инновационные коммуникации / Г.Д. Ковалев.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2016.- 276 с.
- Кровли: актуализированная редакция СНиП II-26-76.- М., 2016. - 74 с.
- Куницкая, Е.В. Разработка инновационных стратегий на основе реализации комплексного подхода к оценке инновационного потенциала наукоемкого предприятия / Е. В. Куницкая // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Общественные науки. – 2015. – № 2 (34).– С. 187–193.
- Кушлин, В.И. Инновационность хозяйственных систем / Кушлин В.И., Фоломьев А.Н., Селезнев А.З., Смирницкий Е.К.- М.: Эдиториал УРСС, 2016.- 344 c.
- Максимочкина, О.В. Сущность инноваций и их современные особенности/ О.В. Максимочкина // Вестник ТГУС.- 2018.- № 3.- C. 103-108.
- Марков, М.А. Теоретический анализ особенностей инновационного развития России в условиях финансовой нестабильности Марков / М.А. Марков, А.И. Подлипинский // Финансы.- 2016.- № 1.
- Матвейкин, В.Г. Инновационный потенциал: современное состояние и перспективы развития: монография / Матвейкин В.Г., Дворецкий С.И., Минько Л.В., Таров В.П., Чайникова Л.Н., Летунова О.И.: М.: Машиностроение, 2017.- 232 с.
- Медынский, В.Г. Инновационное предпринимательство / Медынский В.Г., Скамай Л.Г.- М., 2017.- 347 с.
- Миронова, В. С. Оценка инновационного потенциала предприятия / В. С. Миронова // Креативная экономика. – 2017. – № 1 (61). – С. 35–39.
- Мицек, С.А. Инвестиции, инновации и институциональны изменения и промышленный рост России / С.А. Мицек // Финансы и кредит.- 2014.- №23.- C. 93-102.
- Морозов, Ю.П. Инновационный менеджмент: Учеб. пособие для вузов / Ю.П. Морозов.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2018.- 446 с.
- Нарышкин, С.Е. Инновационный потенциал современного российского общества / С.Е. Нарышкин // Журнал российского права.- 2016.- № 8.- C. 11-19.
- Николаев, А.И. Инновационное развитие и инновационная культура / Николаев А.И. // Наука и наукознание.- 2016.- № 2.- C. 15-28.
- Окороков, Р.В. Инновационный потенциал предприятия: его оценка и использование / Окороков Р.В., Лемеха Я.В., Тимофеева А.А.- СПб.: Изд-во политехн. ун-та, 2018.- 255 с.
- Основы инновационного менеджмента. Теория и практика / Под ред. А. К. Казанцева, Л.Э. Миндели.- М.: Экономика, 2014.- 518 с.
- Панасюк, М.В. Кровельные материалы. Практическое руководство. Характеристики технологии монтажа новейших гидроизоляционных, теплоизоляционных, пароизоляционных материалов / М.В. Панасюк - Ростов-на-Дону: Феникс, 2015.- 448 с.
- Переходов, В.Н. Основы управления инновационной деятельностью / В.Н. Переходов.- М.: ИНФРА-М, 2015.- 222 с.
- Посталюк, М.П. Обеспечение и регулирование инновационных отношений в экономической системе/ М.П. Посталюк.- Казань, 2018.- 287с.
- Приходько, В.И. Инновационный менеджмент в авиастроении: Учебное пособие / В.И. Приходько, Ф.Е. Ляшко.- Ульяновск: УлГТУ, 2018.- 70 с.
- Ратнер, С.Б. Физическая механика пластмасс. Как прогнозируют работоспособность? / Ратнер С.Б., Ярцев В.П.- М.: Химия, 2017.- 320 с.
- Румянцев, А. Возможности инновационного развития в регионе / А. Румянцев // Экономист.- 2014.- № 1.- C. 13-17.
- Савельев, А.А. Современные кровли. Устройство и монтаж / А. А.Савельев.- М.: Аделант, 2015. - 160 с.
- Санто, Б. Инновация как средство экономического развития / Б. Санто. - М.: Прогресс, 2016. - 255 с.
- Скоблякова, И.В. Инновационные системы и венчурное финансирование/ И.В. Скоблякова.- М., 2016.- 262 с.
- Сокова, С. Д. Расчет надежности и долговечности кровель / С. Д. Сокова // Строит. материалы и конструкции. – 2015. – № 3. – С. 633–638.
- Спицын, А. Инновационные приоритеты развития / А. Спицын // Экономист.- 2014.- №5.- C. 9-14.
- Тимофеев, А.Г. Влияние комплексной модификации продуктами переработки вторичных резинотехнических материалов и полимерных отходов на свойства битумов // Вестник ТГТУ. - 2017.- № 4.- С. 7-11.
- Тычинский, А.В. Управление инновационной деятельностью компаний : современные подходы, алгоритмы, опыт/ Тычинский А.В.- Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2016.- 280 с.
- Управление исследованиями и инновациями.- М.: Наука, 2018.- 293 с.
- Фатхутдинов Р.А. Инновационный менеджмент / Р.А. Фатхутдинов.- СПб.: Питер, 2017.- 448 с.
- Филатов, Ю.Н. Возможности использования зарубежного опыта развития инновационной активности в российских условиях / Филатов Ю.Н., Иванова Е.В., Соловова В.В. // Вестник ТГУС.- 2018.- № 4.
- Фоломьев, А. Высокотехнологичный комплекс в экономике России / А. Фоломьев // Экономист.- 2014.- № 5.- C. 88-93.
- Хотяшева, О.М. Инновационный менеджмент: Учебное пособие.- СПб.: Питер, 2015.- 318 с.
- Шихалиев, К.С. Пути использования изношенных шин / Шихалиев К.С.- М.: Инфра-М, 2016.- 198 с.
- Шумпетер, Й. Теория экономического развития / Й. Шумпетер.- М.: Прогресс, 2012.- 593 с.
- Ярцев, В.П. Прогнозирование работоспособности полимерных материалов в деталях и конструкциях зданий и сооружений. / Ярцев В.П.- Тамбов: 2016.- 149 с.
- Ярцев, В.П. Физико-технические основы работоспособности органических материалов в деталях и конструкциях. Дисс. д-ра техн. наук. / Ярцев В.П.- Воронеж: 2018.- 350 с.
Интернет-источники
- Битум кровельный: устройство и ремонт кровли [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://novakrovlya.ru/materialy/bitum-krovelnyj-ustrojstvo-i-remont-krovli.html (дата обращения 17.10.2019).
- Битумно-полимерные рулонные материалы компании ICOPAL® для устройства гидроизоляции зданий и сооружений [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://icopal.msk.ru/tekhnicheskaya-dokumentatsiya/bitumno-polimernye-rulonnyematerialy-kompanii-ico.html (дата обращения 17.10.2019).
- Виды мягких кровельных материалов для крыши [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://1pokryshe.ru/krovlya/myagkie-krovelnye-materialy-dlya-kryshi.html (дата обращения 15.12.2019)
- Интересные факты о строительстве: инновационные кровельные материалы [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.yarus.ru/article/article228.php (дата обращения 15.12.2019)
- Киселева, К. В. Оценка инновационного потенциала / К. В. Киселева. – [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.econ.asu.ru (дата обращения: 17.10.2019)
- Колоколов, В.А. Инновационные механизмы функционирования предпринимательских структур [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.cfin.ru/press/management/2002-1/08.shtml (дата обращения: 15.12.2019)
- Материалы для кровли: устройство современной крыши [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://kryshikrovli.ru/materialy/vidy/sovremennye-materialy.html (дата обращения 15.12.2019)
- Материалы для мягкой кровли – Мягкая кровля: материалы и их виды [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://sitysun.ru/raznoe/materialy-dlya-myagkoj-krovli-myagkaya-krovlya-materialy-i-ix-vidy.html (дата обращения 15.12.2019)
- Металлочерепица или профнастил [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://srbu.ru (дата обращения: 17.10.2019)
- Мухамедшина, Е.В. Оценка инновационного потенциала / Мухамедшина Е.В. [Электронный ресурс].- Режим доступа: ipdn.ru/rics/doc0/DB/b4/3'muh'in.htm (дата обращения: 17.10.2019)
- На сегодняшний день разнообразие кровель поражает, для домостроения доступны сотни видов покрытий [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://legkovmeste.ru/stroitelstvo-i-remont/kryisha/snip-na-krovlyu-pvh.htm
- Новые кровельные материалы для крыши [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://megapolis-sc.ru/remont/novye-krovelnye-materialy-dlya-kryshi.html (дата обращения 15.12.2019)
- Ондулин – инновационный материал для кровли [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://mir-antey.ru/articles/9 (дата обращения 15.12.2019)
- Руководство по проектированию и устройству кровель из битумно-полимерных материалов кровельной компании «ТехноНИКОЛЬ». [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://snipov.net/c_4697_snip_115515.html (дата обращения 17.10.2019).
- Современные кровельные материалы [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://red-fasad.ru/blog/krovelnye-novye-materialy.html (дата обращения 15.12.2019)
- Современные кровельные материалы для крыши материалы [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://restart24.ru/materialy/sovremennye-krovelnye-materialy-dlja-kryshi-2.html (дата обращения 15.12.2019)
- Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2021 года [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://innovation.gov.ru/sites/default/files/documents/2014/5636/1238.pdf (дата обращения: 17.10.2019)
- Технология устройства рулонной кровли [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://m-strana.ru/articles/ustroystvo-rulonnoy-krovli (дата обращения 15.12.2019)
- Тишакова, И.П. Управление развитием инновационного потенциала предприятия / Тишакова И. П., Безгин К.С. [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.fa.ru/news/I/Менеджмент/Tishakova.pdf (дата обращения: 15.12.2015)
- Чудаев, А. В. Состав и структура показателей развития инновационного потенциала крупного производственного комплекса / А. В. Чудаев. – [Электронный ресурс].- Режим доступа: http:// morvesti.ru/archiveTDR (дата обращения: 17.10.2019)
- Эволюция гибкой кровли [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://worldstroy.com/evolyutsiya-gibkoy-krovli (дата обращения 15.12.2019)